传感器技术与应用课件：项目二：教学课件2 厨房可燃气体的检测

1、传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测 学习目标：学习目标： 使学生认识、了解气敏电阻；了解气敏电阻的使学生认识、了解气敏电阻；了解气敏电阻的工作原理和特性。能分析应用电路。工作原理和特性。能分析应用电路。 学习重点：学习重点： （1）气敏电阻的工作原理；）气敏电阻的工作原理； （2）气敏电阻的应用。）气敏电阻的应用。 学习难点：学习难点： 气敏电阻的应用电路分析。气敏电阻的应用电路分析。传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测任务提出：任务提出： 一般家庭厨房烹调一般家庭厨房烹调热源有煤气、天然气、热源有煤气、

2、天然气、石油液化气等，由于这石油液化气等，由于这些可燃气体的泄漏、点些可燃气体的泄漏、点火失误等原因，造成爆火失误等原因，造成爆炸、火灾和中毒死伤事炸、火灾和中毒死伤事故的数字十分惊人。为故的数字十分惊人。为了保障生命财产安全，了保障生命财产安全，要对厨房可燃气体泄漏要对厨房可燃气体泄漏进行检测。进行检测。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测资讯资讯 在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。比如化工种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。比如化工生产中气体成分的

3、检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。气敏电阻传感器就是一种将烧情况的检测与控制等等。气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。 它有半导体式、接触燃烧式、固体电解质式、电化它有半导体式、接触燃烧式、固体电解质式、电化学式、集成式等类型。学式、集成式等类型。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测常用气敏传感器接触燃烧式

4、气体传感器电化学气敏传感器半导体气敏传感器等。 检测元件一般为铂金属丝（也可表面涂铂、钯等稀有金属催化层），使用时对铂丝通以电流，保持300400的高温，此时若与可燃性气体接触，可燃性气体就会在稀有金属催化层上燃烧，因此，铂丝的温度会上升，铂丝的电阻值也上升；通过测量铂丝的电阻值变化的大小，就知道可燃性气体的浓度。 一般利用液体（或固体、有机凝胶等）电解质，其输出形式可以是气体 直接氧化或还原产生的电流，也可以是离子作用于离子电极产生的电动势。 半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单的特点，应用极其广泛；半导体气敏元件有N型和P型之分。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任

5、务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测（）酒精传感器 （）甲烷传感器传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测（）空气质量传感器 （d）氧气浓度传感器传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测(e)可燃气体传感器传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测气敏电阻的外形侧视图和底视引脚图f-f：加热电极；AA、BB：气敏电阻电极气敏电阻的符号传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测气敏电阻的气敏电阻的 基本工作电路：基本工作电路： 如右图所

6、示，其如右图所示，其中的中的Uf为气敏电阻的为气敏电阻的加热电源，加热电源，U+为气为气敏电阻的测量电源。敏电阻的测量电源。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测工作原理工作原理： 气敏电阻是一种半导体敏感器件，它利用半导气敏电阻是一种半导体敏感器件，它利用半导体材料对气体的吸附而使自身电阻率发生变化的体材料对气体的吸附而使自身电阻率发生变化的机理进行测量的元件。制作气敏电阻的氧化物半机理进行测量的元件。制作气敏电阻的氧化物半导体材料主要有导体材料主要有SnO2、ZnO及及Fe2O3等。为了提等。为了提高某种气敏元件对某些气体成分的选择性和灵敏高某种

7、气敏元件对某些气体成分的选择性和灵敏度，材料中还掺入催化剂，如钯（度，材料中还掺入催化剂，如钯（Pd）、铂）、铂（Pt）、银（）、银（Ag）等，它们的添加物质不同，能）等，它们的添加物质不同，能检测的气体也不同。检测的气体也不同。传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测温度特性温度特性 在室温下吸收某种气体后，其电导率变化不大，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出电压随温度升高而增大，即该气敏元件的电导率变化很

8、大，灵敏度大幅提高。因此气敏电阻工作时必须化很大，灵敏度大幅提高。因此气敏电阻工作时必须加热，它能烧去气敏元件附着的油污、尘埃等，起到加热，它能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。清洗作用，并加速被测气体的吸附、脱出过程。控制不同的加热温度，能对不同的被测气体具有选择控制不同的加热温度，能对不同的被测气体具有选择作用。加热温度与元件输出灵敏度有关，一般为作用。加热温度与元件输出灵敏度有关，一般为200400。传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测决策与计划决策与计划根据厨房可燃气体泄漏检测的使用要求，结合气敏根

9、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，选用半导体电阻式气敏传感器。传感器相关知识，选用半导体电阻式气敏传感器。1厨房使用煤气和天然气：厨房使用煤气和天然气： 由于该类气体比空气轻，由于该类气体比空气轻，应将报警器安装在靠近天花板处，这样容易积聚上升应将报警器安装在靠近天花板处，这样容易积聚上升的气体。的气体。2厨房使用液化石油气：厨房使用液化石油气： 由于该类气体的主要成分由于该类气体的主要成分为丙烷，比空气重，容易沉积到地面上，因此报警器为丙烷，比空气重，容易沉积到地面上，因此报警器要安装在接近地面处。要安装在接近地面处。传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可

10、燃气体的检测厨房可燃气体的检测A使用煤气和天然气B使用液化石油气传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测实施实施一、气敏电阻使用时一定要加热：一、气敏电阻使用时一定要加热： 一般由变压器二次绕组交流输出或直流电压提供一般由变压器二次绕组交流输出或直流电压提供低电压加热。加热温度对气敏电阻的特性影响很大，低电压加热。加热温度对气敏电阻的特性影响很大，因此加热器的加热电压必须恒定。因此加热器的加热电压必须恒定。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测二、温度补偿：二、温度补偿： 半导体气敏电阻半导体气敏电阻在气体中的电阻值与温在气体中的电阻值与温度和湿度有关。当温度度和湿度有关。当温度和湿度较低时，电阻值和湿度较低时，电阻值较大；温度和湿度较高较大；温度和湿度较高时，电阻值较小。因此，时，电阻值较小。因此，即使气体浓度相同，电即使气体浓度相同，电阻值也会不同，需要进阻值也会不同，需要进行温度补偿。常用的温行温度补偿。常用的温度补偿电路如右图所示。度补偿电路如右图所示。 传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房可燃气体的检测厨房可燃气体的检测常温型半导体气敏传感器传传感感器器技技术术与与应应用用任务任务8 厨房