一个典型的人类鼻子有400种气味受体使我们能够闻到约1万亿种不同的气味。但仍有很多人没有能力识别的类型或浓度气体在大气层。这就是传感器,有很多类型的传感器测量不同参数和气体传感器是一个方便的应用程序中,我们需要检测有毒气体的浓度变化为了维持系统安全,避免/警告任何意想不到的威胁。有各种气体传感器来检测气体氧气、二氧化碳、氮气、甲烷等。也可以在设备用于检测有害气体的泄漏,监测空气质量在行业和办公室等。

在本文中,我们将了解更多气体传感器、建筑类型、工作和他们如何可以用来测量所需的类型和大气气体的浓度。有许多类型的气体传感器但是,MQ型气体传感器常用的和广受欢迎的也会更加关注这些类型的传感器。

介绍了气体传感器

一个气体传感器是一个检测设备存在或大气中气体的浓度。基于气体传感器的浓度产生相应的电位差内通过改变材料的电阻传感器,可以测量输出电压。基于这一电压值的类型和浓度的气体可以被估计。

气体传感器能够探测的类型取决于传感材料目前在传感器。通常这些传感器可以与比较器模块如上所示。这些比较器可以设置为特定阈值的气体浓度。当气体的浓度超过这个阈值的数字销高。模拟针可以用来测量气体的浓度。

不同类型的气体传感器

气体传感器一般分为各种类型基于传感元件的类型了。下面是各种类型的气体传感器的分类基于传感元件,一般用于各种应用程序:

• 基于金属氧化物气体传感器。
• 光学气体传感器。
• 电化学气体传感器。
• Capacitance-based气体传感器。
• 量热气体传感器。
• 气体传感器为基础的声。

气体传感器结构

属的所有类型,最常用的气体传感器是基于金属氧化物半导体气体传感器。所有气体传感器由敏感元件由以下部分组成。

1. 气体传感层
2. 加热盘管
3. 电极线
4. 管式陶瓷
5. 电极

下面的图片展示了部分出现在一个金属氧化物气体传感器

每一个元素的目的是:

气体传感层:它是主要的组件的传感器可用于气体的浓度的变化和产生的电阻变化。气体传感层基本上是一个chemiresistor改变其电阻值根据

环境中的特定气体的浓度。这里的传感元件是由二氧化锡(SnO2),一般来说,有多余的电子(供体元素)。当有毒气体被检测元素的电阻变化和当前飞通过它代表不同气体浓度的变化。

加热盘管:加热盘管的目的是老化的传感元件,以便传感元件的灵敏度和效率增加。它是由镍铬具有高熔点,以便保持加热不融化。

电极线:作为传感元件产生一个很小的电流,当检测到气体更重要的是维护携带那些小电流的效率。所以铂丝发挥作用,它有助于有效地移动电子。

电极:这是一个结,传感层的输出连接到电极线。这样输出电流就可以流到所需的终端。一个电极是金子做的(非盟金),是一个很好的导体。

管式陶瓷:加热盘管和气体传感层,管式陶瓷存在的氧化铝(氧化铝)。具有较高的熔点,它有助于维持传感层的老化(预热)使传感层的高灵敏度得到有效的输出电流。

网在传感元件:为了保护传感元素和设置,使用金属网,也用于避免/保存尘粒进入网,防止有害气体传感层腐蚀粒子。

气体传感器工作

的能力取决于气体传感器来检测气体chemiresister进行电流。最常用的chemiresistor二氧化锡(SnO2)这是一种n型半导体,自由电子(也称为捐赠)。正常大气将包含更多的氧气比可燃气体。氧粒子吸引的自由电子在SnO2推SnO2的表面。因为有没有免费的电子可用的输出电流为零。下面显示gif氧分子(蓝色)吸引SnO2内部的自由电子(黑色)和防止自由电子进行电流。

当传感器被放置在有毒或可燃气体环境中,这种减少气体(橙色)吸附的氧气反应粒子和减免氧气,因此自由电子之间的化学键释放自由电子。随着自由电子回到其初始位置他们现在可以进行电流,这种传导比例SnO2的可用的自由电子数量,如果剧毒气体就会有更多的自由电子。

如何使用气体传感器?

基本气体传感器已经6终端中4终端(A, A, B, B)行为的输入或输出,其余2终端(H, H)加热线圈。这四个终端2各终端可作为输入或输出(这些终端是可逆线路图所示),反之亦然。

这些传感器通常可作为模块(见右),这些模块包括气体传感器和一个比较器集成电路。现在我们看到的销描述气体传感器模块,我们通常会使用一个Arduino。气体传感器模块主要包括4终端

• Vcc——电源
• 接地——电源
• 数字输出——这个销给输出逻辑高或逻辑低(0或1),这意味着它显示的存在任何有毒或可燃气体传感器附近。
• 模拟输出——这销了输出电压的连续基于气体的浓度变化应用于气体传感器。

正如前面所讨论的气体传感器的输出就会很小(mV)所以外部电路必须使用为了得到一个数字传感器的输出高的低。为了这个目的,一个比较器(LM393),可调电位器,一些电阻和118bet金博宝 使用。

LM393的目的是得到传感器的输出,比较它与参考电压和显示是否输出逻辑高。而电位计的目的是设置所需的阈值以上的气体的数字输出针应该很高。

下面的图显示了基本的电路图中的气体传感器的气体传感器模块

A和B在这里输入和输出端子(这些是可逆的,意味着任何成对终端可以作为输入或输出)和H是加热线圈终端。可变电阻器的目的是调整输出电压和维持高灵敏度。

如果没有应用于加热线圈输入电压,输出电流会非常少(这是微不足道的或大约0)。当足够的电压输入端子和加热线圈,传感层,愿醒来感觉附近有易燃气体。最初假设没有有毒气体传感器附近的电阻层不会改变输出电流和电压也不变,可以忽略不计(约0)。

现在假设附近有一些有毒气体。由于加热盘管加热现在容易发现任何可燃气体。当传感层与气体相互作用时,材料的电阻变化和电流通过电路也各不相同。这种变化在变化可以观察到负载电阻(RL)。

的价值负载电阻(RL)可以从10 kΩ47 kΩ。负载电阻的精确值可以选择通过与已知的校准气体的浓度。如果选择低负载电阻电路灵敏度和少如果选择高负载电阻电路灵敏度高。

列表的不同类型的气体传感器和气体他们意义

传感器的名字	气体测量
MQ-2	甲烷、丁烷、液化石油气,烟
MQ-3	醇、乙醇、抽烟
MQ-4	甲烷、CNG天然气
MQ-5	天然气、液化石油气
MQ-6	液化石油气、丁烷
MQ-7	一氧化碳
MQ-8	氢气
mq - 9	一氧化碳、易燃气体
MQ131	臭氧
MQ135	空气质量
MQ136	硫化氢气体
MQ137	氨
MQ138	苯、甲苯、酒精、丙烷、甲醛气体,氢气
MQ214	甲烷、天然气
MQ216	天然气、煤气
MQ303A	醇、乙醇、抽烟
MQ306A	液化石油气、丁烷
MQ307A	一氧化碳
MQ309A	一氧化碳、易燃气体

气体传感器的应用

• 用于工业监测有毒气体的浓度。
• 用于检测家庭紧急事件。
• 用于石油钻井平台位置监控这些释放气体的浓度。
• 在酒店使用,以避免客户吸烟。
• 在办公室中使用空气质量检查。
• 用于空调监控二氧化碳水平。
• 用于探测火灾。
• 用来检查矿山气体的浓度。
• 呼吸分析仪。