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半导体气体传感器敏感材料可以分为三种-利来app官网

2017-08-15

      半导体气体传感器是气体传感器中常用的一种类型,被广泛的应用于工业、化工、电子、电力、机床、石油等多个领域中。我们在使用电阻式半导体气体传感器的时候对于它的使用知识都是需要掌握的,检测气体的方法 包括 电化学法、气相色谱法、红外吸收法、接触燃烧法、半导体气体传感器检测法、光纤法。

      电阻式半导体气体传感器敏感材料主要分为金属氧化物、复合材料和高分子材料三种,种类不同,其检测的气体不同。气敏材料的敏感机理 气体与敏感材料相互作用时电子之间的相互转移。根据气敏材料与气体的相互作用 分为 表面电荷控制型和体原子价态控制型。 表满电荷控制型的工作原理:气敏原件在空气中工作,氧气是强氧化性气体,易在气敏材料表面发生吸附,产生o2-和o-离子,o-离子的活性很高,可以与吸附在器皿材料表面上的还原性气体离子基团反应,产生的电子进入导带,引起气敏材料电阻变化。对于两性氧化物气敏材料,除了氧吸附外还存在氢氧根吸附。 表面控制型理论实用于较难还原的氧化物以及有机半导体气敏材料,体控制理论则实用于诸如fe3o4等非计量化学化合物类气敏材料,随着新的气敏材料不断被发现,以上提及的理论将不足以解释所有气敏现象。电阻式半导体气体传感器的制作方法及改进措施 在制作方法上对传感器进行了优化设计,可以综合提高气体传感器的综合性能。

      材料的制备方法 气相法主要包括蒸发- 凝聚法和化学气相沉积法、物理气相沉积;液相法是工业上和实验室广泛采用的制备微粒的方法,其主要包括沉淀法、水热法、溶胶- 凝胶法和微乳液法等;固相法是在高温或低温下直接利用固相反应合成材料的一种方法。器件的制作 器件的外形设计从烧结型、厚模型向薄膜型、硅微结构型、多层型发展。改进电阻式半导体气体传感器的措施 改变材料本身:添加贵金属催化剂和开发新型的气敏材料,改变半导体气敏材料的电阻和敏感特性,改变材料的电导率; 设计新型的气体传感器:基于气体传感器的互补反馈和互补增强原理设计新型组合结构,提高气体传感器的稳定性和选择性; 气敏材料的超微粒化 增大气敏元件的灵敏度; 借助仿生技术,模仿生物嗅觉机能,利用性能彼此重叠的多个化学传感器(简称气体传感器阵列) 和适当模式识别系统来模仿生物,利用仿生技术可以制作有效的识别简单和复杂气味的传感器。

      光学式气体传感器是一种常用的检测仪器,是气体传感器常用类型中的一种。光学式气体传感器具有测量精准、稳定性好、可靠性高、使用灵活等多种优点,在多个领域中都以后一定的应用。光学式气体传感器的工作原理是什么呢?下面小编就来为大家具体介绍一下吧。光学式气体传感技术是起步较晚,但发展最快的技术之一。工业中常用的类型有红外线气体分析仪、紫外线分析仪、光电比色式分析仪、化学发光式分析仪、光散射式分析仪等。

      红外线式的工作原理是利用被测气体的红外吸收光谱特征或热效应而实现气体浓度测量的,常用光谱范围1~25μm,常用的类型有dir色散红外线式和ndir非色散红外线式。常用的紫外线分析仪有不分光紫外线分析仪和紫外荧光式分析仪,前者与红外线吸收原理类似,也是基于实测气体对紫外线选择性地吸收,其吸收特性也遵守比尔定律,所使用的紫外波长范围是200~400nm。后者如紫外荧光式so2分析仪,是一种干法式分析仪,工作原理是基于so2分子接受紫外线能量成为激发态的so2分子,在返回稳态时产生特征荧光,其发出的荧光强度与so2浓度成正比。

      紫外荧光式可做到不破坏样品而连续自动测量大气中的so2含量。其灵敏度可达测量范围的0~2×10 -7 ,稳定性可做到在24h的漂移为满刻度的±2%,重复性达±2%满刻度,且共存的背景气体对测量的影响较小,具有寿命长,维修工作量小的显着优点。

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