SICK傳感器的主要原理及分類介紹資料大全
SICK傳感器主要是指半導(dǎo)體金屬氧化物陶瓷氣體傳感器，是一種用金屬氧化物薄膜(例如：Sn02，ZnO Fe203，Ti02等)制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣味分子在薄膜表面進行還原反應(yīng)以引起傳感器傳導(dǎo)率的變化。為了消除氣味分子還必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。傳感器內(nèi)的加熱器有助于氧化反應(yīng)進程。它具有成本低廉、制造簡單、靈敏度*、響應(yīng)速度快、壽命長、對濕度敏感低和電路簡單等優(yōu)點。不足之處是必須工作于*溫下、對氣味或氣體的選擇性差、元件參數(shù)分散、穩(wěn)定性不夠理想、功率要求*。當探測氣體中混有硫化物時，容易中毒。現(xiàn)在除了傳統(tǒng)的SnO，Sn02和Fe203三大類外，又研究開發(fā)了一批新型材料，包括單一金屬氧化物材料、復(fù)合金屬氧化物材料以及混合金屬氧化物材料。這些新型材料的研究和開發(fā)，大大提*了氣體傳感器的特性和應(yīng)用范圍。另外，通過在半導(dǎo)體內(nèi)添加Pt，Pd，Ir等貴金屬能有效地提*元件的靈敏度和響應(yīng)時間。它能降低被測氣體的化學(xué)吸附的活化能，因而可以提*其靈敏度和加快反應(yīng)速度。催化劑不同，導(dǎo)致有利于不同的吸附試樣，從而具有選擇性。例如各種貴金屬對Sn02基半導(dǎo)體氣敏材料摻雜，Pt，Pd，Au提*對CH4的靈敏度，Ir降低對CH4的靈敏度；Pt，Au提*對H2的靈敏度，而Pd降低對H2的靈敏度。利用薄膜技術(shù)、超粒子薄膜技術(shù)制造的金屬氧化物氣體傳感器具有靈敏度*(可達10-9級)、一致性*、小型化、易集成等特點。
非SICK傳感器是MOS二極管式和結(jié)型二極管式以及場效應(yīng)管式(MOSFET)傳感器。其電流或電壓隨著氣體含量而變化，主要檢測氫和硅燒氣等可燃性氣體。其中，SICK傳感器工作原理是揮發(fā)性有機化合物(VOC)與催化金屬(如鈕)接觸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物擴散到MOSFET的柵極，改變了器件的**。通過分析器件**的變化而識別VOC。通過改變催化金屬的種類和膜厚可優(yōu)化靈敏度和選擇性，并可改變工作溫度。MOSFET氣體傳感器靈敏度*，但制作工藝比較復(fù)雜，成本*。
電化學(xué)型氣體傳感器
SICK傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。原電池式SICK傳感器通過檢測電流來檢測氣體的體積分數(shù)，市售的檢測缺氧的儀器幾乎都是電化學(xué)氧傳感器，近年來，又開發(fā)了檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器。可控電位電解式傳感器是通過測量電解時流過的電流來檢測氣體的體積分數(shù)，和原電池式不同的是，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測CO，NO，N02，02，S02等氣體外，還能檢測血液中的氧體積分數(shù)。電量式氣體傳感器是通過被測氣體與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來檢測氣體的體積分數(shù)。離子電極式氣體傳感器出現(xiàn)得較早，通過測量離子極化電流來檢測氣體的體積分數(shù)已電化學(xué)式氣體傳感器主要的優(yōu)點是檢測氣體的靈敏度*、選擇性*。
