SICK傳感器的主要原理及分類(lèi)介紹資料大全

SICK傳感器的主要原理及分類(lèi)介紹資料大全
SICK傳感器主要是指半導體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器，是一種用金屬氧化物薄膜(例如：Sn02，ZnO Fe203，Ti02等)制成的阻抗器件，其電阻隨著(zhù)氣體含量不同而變化。氣味分子在薄膜表面進(jìn)行還原反應以引起傳感器傳導率的變化。為了消除氣味分子還必須發(fā)生一次氧化反應。傳感器內的加熱器有助于氧化反應進(jìn)程。它具有成本低廉、制造簡(jiǎn)單、靈敏度*、響應速度快、壽命長(cháng)、對濕度敏感低和電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是必須工作于*溫下、對氣味或氣體的選擇性差、元件參數分散、穩定性不夠理想、功率要求*。當探測氣體中混有硫化物時(shí)，容易中毒?，F在除了傳統的SnO，Sn02和Fe203三大類(lèi)外，又研究開(kāi)發(fā)了一批新型材料，包括單一金屬氧化物材料、復合金屬氧化物材料以及混合金屬氧化物材料。這些新型材料的研究和開(kāi)發(fā)，大大提*了氣體傳感器的特性和應用范圍。另外，通過(guò)在半導體內添加Pt，Pd，Ir等貴金屬能有效地提*元件的靈敏度和響應時(shí)間。它能降低被測氣體的化學(xué)吸附的活化能，因而可以提*其靈敏度和加快反應速度。催化劑不同，導致有利于不同的吸附試樣，從而具有選擇性。例如各種貴金屬對Sn02基半導體氣敏材料摻雜，Pt，Pd，Au提*對CH4的靈敏度，Ir降低對CH4的靈敏度；Pt，Au提*對H2的靈敏度，而Pd降低對H2的靈敏度。利用薄膜技術(shù)、超粒子薄膜技術(shù)制造的金屬氧化物氣體傳感器具有靈敏度*(可達10-9級)、一致性*、小型化、易集成等特點(diǎn)。

非SICK傳感器是MOS二極管式和結型二極管式以及場(chǎng)效應管式(MOSFET)傳感器。其電流或電壓隨著(zhù)氣體含量而變化，主要檢測氫和硅燒氣等可燃性氣體。其中，SICK傳感器工作原理是揮發(fā)性有機化合物(VOC)與催化金屬(如鈕)接觸發(fā)生反應，反應產(chǎn)物擴散到MOSFET的柵極，改變了器件的**。通過(guò)分析器件**的變化而識別VOC。通過(guò)改變催化金屬的種類(lèi)和膜厚可優(yōu)化靈敏度和選擇性，并可改變工作溫度。MOSFET氣體傳感器靈敏度*，但制作工藝比較復雜，成本*。

電化學(xué)型氣體傳感器

SICK傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類(lèi)型。原電池式SICK傳感器通過(guò)檢測電流來(lái)檢測氣體的體積分數，市售的檢測缺氧的儀器幾乎都是電化學(xué)氧傳感器，近年來(lái)，又開(kāi)發(fā)了檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器?？煽仉娢浑娊馐絺鞲衅魇峭ㄟ^(guò)測量電解時(shí)流過(guò)的電流來(lái)檢測氣體的體積分數，和原電池式不同的是，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測CO，NO，N02，02，S02等氣體外，還能檢測血液中的氧體積分數。電量式氣體傳感器是通過(guò)被測氣體與電解質(zhì)反應產(chǎn)生的電流來(lái)檢測氣體的體積分數。離子電極式氣體傳感器出現得較早，通過(guò)測量離子極化電流來(lái)檢測氣體的體積分數已電化學(xué)式氣體傳感器主要的優(yōu)點(diǎn)是檢測氣體的靈敏度*、選擇性*。