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氣敏傳感器是用來檢測(cè)氣體類別、濃度和成分的傳感器。由于而死氣體種類繁多，性質(zhì)各不相同，不可能用一種傳感器檢測(cè)所有類別 的氣體，因此，能實(shí)現(xiàn)電轉(zhuǎn)換的傳感器種類很多，按構(gòu)成材料可將氣敏傳感器分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類。目前實(shí)際使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。
半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用待測(cè)氣體與半導(dǎo)體表面接觸時(shí)，產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)的變化來檢測(cè)氣體的。按照半導(dǎo)體與氣體相互作用時(shí)產(chǎn)生的變化只限于半導(dǎo)體表面或深入到半導(dǎo)體內(nèi)部，可分為表面控制型和體控制型，前者半導(dǎo)體表面吸附的氣體與半導(dǎo)體間發(fā)生電子接觸，結(jié)果使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)發(fā)生變化，但內(nèi)部化學(xué)組成不變，后者半導(dǎo)體與氣體反應(yīng)，使半導(dǎo)體內(nèi)部組成發(fā)生變化，從而使電導(dǎo)率變化。按照半導(dǎo)體變化的物理特性，又可分為電阻型和非電阻型，電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用敏感材料接觸氣體時(shí)，其阻值變化來檢測(cè)氣體的成分或濃度，非電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用其他參數(shù)，如二極管仗安特性和場(chǎng)效應(yīng)晶體管的閾值電壓變化來檢測(cè)被測(cè)氣體的。
氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的，由于檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度的變化很大，又存在大量粉塵和油霧等，所以其工作條件較惡劣，而且氣體對(duì)傳感元件的材料會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)物，附著在元件表面，往往會(huì)使其性能變差。因此，對(duì)氣敏元件有下列要求，能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，重復(fù)性好，響應(yīng)速度快，共存物質(zhì)產(chǎn)生的影響小等。用半導(dǎo)體氣敏元件組成的氣敏傳感器主要用于工業(yè)上的天然氣、煤氣、石油化工等部門的易燃、易爆、有毒等有害氣體的監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和自動(dòng)控制。 |
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