7.1厨房可燃气体泄漏检测（课件）-《传感器及检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

项目七 环境量检测 项目七 环境量检测 目 录 1 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 2 任务二 粮仓湿度检测 3 任务三 噪声检测 项目七 环境量检测 学习目标 能了解并掌握气敏传感器的主要特性、原理、组成和使用注意事项等。 能理解气敏传感器的测量、应用电路。 能了解并掌握湿敏传感器的主要特性、原理、组成和使用注意事项等。 能理解湿敏传感器的测量、应用电路。 能了解声敏传感器的特性、分类和原理等。 能理解声敏传感器的应用电路。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 任务提出 一般家庭厨房烹调热源有煤气、天然气、石油液化气等，由于这些可燃气体的泄漏、点火失误等原因，造成爆炸、火灾和中毒死伤事故的数字十分惊人。为了保障生命和财产安全，要对厨房可燃气体泄漏进行检测。厨房可燃气体报警器如图7-1所示。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 任务提出 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 半导体气敏传感器是目前广泛应用的气敏传感器之一。按半导体与气体的相互作用主要局限于半导体表面还是涉及半导体内部，可分为表面控制型和体控制型两种；按半导体物理特性的变化，可分为电阻式和非电阻式两种。电阻式半导体气敏传感器是利用其电阻值的改变来反映被测气体的含量，主要是由氧化锡、氧化锌等材料制成的；而非电阻式半导体气敏传感器则是利用半导体敏感元件的电压或电流随气体含量变化的原理工作的，主要有金属、半导体结型二极管和MOSFET等。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （一）气敏电阻的外形 各种气敏电阻的外形如图7-2所示。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （二）气敏电阻的引脚图及符号 气敏电阻的引脚如图7-3所示。它的引脚有六个，其中的两个A以及两个B分别相连后成为气敏电阻的输出引线，两个f为加热器引线。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （二）气敏电阻的引脚图及符号 气敏电阻的符号如图7-4所示。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （三）气敏电阻的基本工作电路 气敏电阻的基本工作电路如图7-5所示，其中的Uf为气敏电阻的加热电源，U+为气敏电阻的测量电源。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （四）气敏电阻的组成和工作原理 气敏电阻一般由敏感元件、加热器和外壳三部分组成。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （五）气敏电阻的温度特性 气敏电阻的温度特性如图7-6所示。如ZnO在室温下吸收某种气体后，其电导率变化不大，输出电压很小且几乎不变。若保持气体浓度不变，输出电压随温度升高而增大，即该气敏元件的电导率变化很大，灵敏度大幅提高。因此气敏电阻工作时必须加热，烧去气敏元件附着的油污、尘埃等，起到清洗作用，并加速被测气体的吸附、脱出过程。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 一、半导体气敏传感器 （五）气敏电阻的温度特性 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 二、接触燃烧式气敏传感器 接触燃烧式气敏传感器的外形和内部结构如图7-7所示。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 二、接触燃烧式气敏传感器 它是用直径为50～60μm的高纯铂丝绕制成直径约为0．5mm的线圈，一般绕制10圈以上，线圈阻值在1~2Ω之间。在线圈外面涂氧化铝或者氧化铝和氧化硅组成的膏状涂覆层，干燥后在一定温度下烧结成球状多孔体，在贵金属铂、钯等的盐溶液中浸透后取出烘干，再经高温处理，在氧化铝或者氧化铝和氧化硅层上形成贵金属触媒层。最后组装成气敏传感器。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 三、固体电解质气体传感器 固体电解质是一类介于固体与液体之间的特殊固体材料，其内部粒子在固体中具有液体中离子的快速迁移性，因此又称为快离子导体。 固体电解质气体传感器是使用固体电解质气敏材料作为气敏元件，气敏材料在通过气体时产生离子，从而形成电动势。通过测量电动势的大小，可间接测得气体的浓度。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 四、电化学气体传感器 电化学气体传感器的构成类似于通常的电池，电解质可以是电解质溶液或固体电解质。当气体存在于铂、铜等贵金属电极、比较电极和电解质组成的电池中时，气体与电解质发生反应或在电极表面发生氧化还原反应，在两个电极之间就有了电流或电压输出，从电流或电压的大小可计算出气体的浓度。 任务一 厨房可燃气体泄漏检测 任务实施 一、合理选择气敏传感器的类型 根据厨房可燃气体泄漏检测的使用要求，结合气敏传感器相关知识，可采用半导体式和接触燃烧式两种气敏传感器。这里选用了半导体电阻式气敏传感器来检测厨房可燃气体的泄漏。