SICK传感器的主要原理及分类介绍资料大全
SICK传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器,是一种用金属氧化物薄膜(例如:Sn02,ZnO Fe203,Ti02等)制成的阻抗器件,其电阻随着气体含量不同而变化。气味分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。为了消除气味分子还必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器有助于氧化反应进程。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度*、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须工作于*温下、对气味或气体的选择性差、元件参数分散、稳定性不够理想、功率要求*。当探测气体中混有硫化物时,容易中毒。现在除了传统的SnO,Sn02和Fe203三大类外,又研究开发了一批新型材料,包括单一金属氧化物材料、复合金属氧化物材料以及混合金属氧化物材料。这些新型材料的研究和开发,大大提*了气体传感器的特性和应用范围。另外,通过在半导体内添加Pt,Pd,Ir等贵金属能有效地提*元件的灵敏度和响应时间。它能降低被测气体的化学吸附的活化能,因而可以提*其灵敏度和加快反应速度。催化剂不同,导致有利于不同的吸附试样,从而具有选择性。例如各种贵金属对Sn02基半导体气敏材料掺杂,Pt,Pd,Au提*对CH4的灵敏度,Ir降低对CH4的灵敏度;Pt,Au提*对H2的灵敏度,而Pd降低对H2的灵敏度。利用薄膜技术、超粒子薄膜技术制造的金属氧化物气体传感器具有灵敏度*(可达10-9级)、一致性*、小型化、易集成等特点。
非SICK传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场效应管式(MOSFET)传感器。其电流或电压随着气体含量而变化,主要检测氢和硅烧气等可燃性气体。其中,SICK传感器工作原理是挥发性有机化合物(VOC)与催化金属(如钮)接触发生反应,反应产物扩散到MOSFET的栅极,改变了器件的**。通过分析器件**的变化而识别VOC。通过改变催化金属的种类和膜厚可优化灵敏度和选择性,并可改变工作温度。MOSFET气体传感器灵敏度*,但制作工艺比较复杂,成本*。
电化学型气体传感器
SICK传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式SICK传感器通过检测电流来检测气体的体积分数,市售的检测缺氧的仪器几乎都是电化学氧传感器,近年来,又开发了检测酸性气体和毒性气体的原电池式传感器。可控电位电解式传感器是通过测量电解时流过的电流来检测气体的体积分数,和原电池式不同的是,需要由外界施加特定电压,除了能检测CO,NO,N02,02,S02等气体外,还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早,通过测量离子极化电流来检测气体的体积分数已电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度*、选择性*。