6.1烟雾报警器（课件）-《传感器检测技术》同步教学（华南理工大学出版社）

项目六：环境量检测 电子课件 学习重点 学习重点 1.气敏传感器的原理 2.湿度传感器的基本原理 目 录 任务一：烟雾报警器 任务二：室内的温湿度检测 过度页 任务一：烟雾报警器 任务引入 任务引入 在现代社会中由于火灾烟雾中有害气体中毒而导致死亡的人越来越多，每年给社会带来了很大的财产损失和社会负担，但是由于其突发性如果发现不及时很容易造成重大损失。 任务引入 对于这种场合我们能否设计一款自动报警系统，提示远离危险地方？ 任务分析 任务分析 解决上述问题烟雾传感器就可以很好的实现。它具有实时性，可以在最快的时间内对火灾做出反应，而且具有很高的灵敏度，即使在很低的浓度下也可以进行探测，而且成本低廉。 任务一：烟雾报警器 1. 气敏传感器的定义与应用领域 气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。它将气体种类及其浓度等有关的信息转换成电信号 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 根据这些电信号的强弱便可获得与待测气体在环境中存在情况有关的信息。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 2.气敏传感器的性能要求 气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的，由于检测现场温度、湿度的变化很大，又存在大量粉尘和油雾等， 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 所以其工作条件较恶劣，而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物，附着在元件表面，往往会使其性能变差。因此，对气敏元件有下列要求： 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 1）对被测气体具有较高的灵敏度； 2）对被测气体以外的共存气体或物质不敏感； 3）性能稳定，重复性好； 4）动态特性好，对检测信号响应迅速； 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 5）使用寿命长； 6）制造成本低，使用与维护方便等。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 3. 气敏传感器的分类 由于气体种类繁多, 性质各不相同，不可能用一种传感器检测所有类别的气体，因此，能实现气-电转换的传感器种类很多，按构成气敏传感器材料 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 可分为半导体型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 1.电阻型半导体气敏传感器 电阻型半导体气敏传感器由敏感元件、加热器和外壳。电阻型半导体气敏传感器类型按其制造工艺来分有烧结型、薄膜型和厚膜型3类。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 其中烧结型气敏元件是目前工艺最成熟，应用最广泛的元件。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 1. 烧结型气敏元件 烧结型气敏器件的制作是将一定比例的敏感材料（SnO2、ZnO等）和一些掺杂剂（Pt、Pb等）用水或粘合剂调合，经研磨后使其均匀混合，然后将 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 混合好的膏状物倒入模具，埋入加热丝和测量电极，经传统的制陶方法烧结。最后将加热丝和电极焊在管座上，加上特制外壳就构成器件。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 如图6-3所示。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 这种半导体陶瓷简称半导瓷。半导瓷内的晶粒直径为1μm左右，晶粒的大小对电阻有一定影响，但对气体检测灵敏度则无很大的影响。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 烧结型器件制作方法简单，器件寿命长；但由于烧结不充分，器件机械强度不高，电极材料较贵重，电性能一致性较差，因此应用受到一定限制。 一、气敏传感器概述 二、半导体气敏传感器类型及结构 任务一：烟雾报警器 目前最常用的是氧化锡（SnO2）烧结型气敏元件, 它的加热温度较低, 一般在200－300℃, SnO2气敏半导体对许多可燃性气体, 如氢、一氧化碳、甲烷、丙烷、乙醇等都有较高的灵敏度。 一、气敏传感器