半導(dǎo)體型氣體傳感器在家用燃?xì)鈭?bào)警器中的應(yīng)用

2024-09-18 18:12:08

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構(gòu)成氣體傳感器的材料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類，在實(shí)際使用中，應(yīng)用Z多是半導(dǎo)體氣體傳感器。自1962年金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器問世以來，就以測量精準(zhǔn)、維護(hù)簡單、應(yīng)用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，深受傳感器市場歡迎。

Part.1

關(guān)于半導(dǎo)體型氣體傳感器

半導(dǎo)體氣體傳感器是利用半導(dǎo)體氣敏元件作為敏感元件的氣體傳感器。簡單來說，就是將吸著于過熱金屬氧化物半導(dǎo)體表面的氧與其他分子反應(yīng)所產(chǎn)生的電阻的變化，作為氣體濃度進(jìn)行檢測，是Z常見的氣體傳感器。廣泛應(yīng)用于家庭和工廠的可燃?xì)怏w泄漏檢測裝置，適用于甲烷、液化氣、氫氣等的檢測。

按照半導(dǎo)體變化的物理性質(zhì)，半導(dǎo)體氣體傳感器又可分為電阻型和非電阻型兩種。

電阻型：利用半導(dǎo)體接觸氣體時(shí)其阻值的改變來檢測氣體的成分或濃度；

非電阻型：根據(jù)對(duì)氣體的吸附和反應(yīng)，使半導(dǎo)體的某些特性發(fā)生變化對(duì)氣體進(jìn)行直接或間接檢測。

隨著厚膜印刷、MEMS等工藝的推廣，半導(dǎo)體氣體傳感器完成了微型化、智能化的迭代升級(jí)。工程師們逐漸研發(fā)出了在微型陶瓷基片的兩面分別制作加熱器和氣敏層的平面半導(dǎo)體氣體傳感器，縮小了體積、降低了功耗；后來又衍生出利用MEMS工藝的Si基微熱板和半導(dǎo)體材料組成的MEMS氣體傳感器，結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、功耗更低，也更便于集成。

半導(dǎo)體氣體傳感器用于可燃?xì)怏w檢測時(shí)，檢測過程中僅存在氣體的吸附和脫附過程，廚房內(nèi)的油煙較少存留于敏感材料表面，非常適合用于檢測家庭燃?xì)庑孤?/p>

? 在有機(jī)硅氣體環(huán)境下的使用

如果在有機(jī)硅氣體環(huán)境下使用半導(dǎo)體式傳感器，則傳感器表面的H₂O、OH基會(huì)和硅反應(yīng)，附著于傳感器表面。附著有硅的部分不易與氣體發(fā)生反應(yīng)，因此會(huì)導(dǎo)致氣體靈敏度下降。

? 始終在有溶劑氣體存在的環(huán)境中使用

如果溶劑氣體始終與傳感器接觸，則傳感器元件的半導(dǎo)體中的自由電子會(huì)和溶劑氣體反應(yīng)，生成OH基，令傳感器內(nèi)的自由電子減少。

自由電子＝與氣體反應(yīng)的電子，自由電子減少會(huì)導(dǎo)致氣體靈敏度的下降。

Part.2

半導(dǎo)體型氣體傳感器選型推薦

一款滿足新國標(biāo)要求的可燃?xì)怏w探測器，離不開核心的氣體傳感器，煒盛科技MPn-4C就是一款符合新國標(biāo)產(chǎn)品要求的傳感器元件。

MPn-4C采用多層厚膜制造工藝，在Al₂O₃陶瓷基片上集成了加熱電極、測量電極和金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏層，并將其封裝在金屬殼體內(nèi)。當(dāng)環(huán)境空氣中存在被檢測氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化，該氣體的濃度越高，傳感器的電導(dǎo)率就越高。采用簡單的電路即可將這種電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。該產(chǎn)品對(duì)使用場景中常見氣體如酒精、乙酸等有很好的抗干擾能力。

半導(dǎo)體氣體傳感器不僅可以用于可燃?xì)怏w檢測，也可以用于煙霧、酒精、一氧化碳、臭氧、氨氣、硫化氫、有機(jī)蒸氣等多種氣體的檢測。煒盛科技半導(dǎo)體系列氣體傳感器包含民用半導(dǎo)體系列和工業(yè)級(jí)半導(dǎo)體系列，如您有相關(guān)需求，請(qǐng)聯(lián)系我們～