完整版 04045班 小组成员：朱振辉（组长） 周晟 谢鼎 周海牛

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1 完整版 04045班 小组成员：朱振辉（组长） 周晟 谢鼎 周海牛
气敏传感器 完整版 04045班 小组成员：朱振辉（组长） 周晟 谢鼎 周海牛

2 综述 市场产品 应用 参考文献

3 第一节 综述 1.1 简介 1.2特点 1.3分类 1.4导电机理 1.5电阻型气敏器件 1.6非电阻型气敏器件

4 1.1 简介 气敏传感器，又称气体传感器，是指利用各种化学、物理效应将气体成分、浓度按一定规律转换成电信号输出的传感器件，是化学传感器中最活跃的一种，其广泛应用于煤矿、农业、化工、建筑、环保、医疗、家电等领域。     目前气敏传感器的主要产品包括可燃性气敏传感器、CO、H2S、NH3、SO2、C12、NO、NO2等毒性气敏传感器、氧传感器、溶氧传感器、CO2传感器等。     据中国电子元件行业协会信息中心统计，目前，毒性气体传感器在环境保护中使用大约在20万台套左右，其中，进口产品占78%，农业及工业用CO2传感器几乎全部依靠进口。环境保护需对空气污染物主要是CO、HC、NOx、SO2、颗粒物进行监测，市场上主要采用荧光光学原理和β-线吸收原理制造的传感器，产品90%以上为进口加拿大BW公司、美国热电公司、法国环境仪器公司等产品。据中国电子元件行业协会信息中心预测，2006年中国气敏传感器的需求量将超过……万只。

5 1.2特点 由于传感器原理是基于物理变化的，因而没有相对运动部件，可以做到结构简单，微型化； 灵敏度高，动态性能好，输出为电量；
采用半导体为敏感材料容易实现传感器集成化，智能化； 功耗低，安全可靠。同时，半导体传感器也存在以下一些缺点： 线性范围窄，在精度要求高的场合应采用线性化补偿电路；

6 与所有半导体元件一样，输出特性易受温度影响而漂移，所以应采用补偿措施；
性能参数离散性大。 虽然存在上述问题，但半导体传感器仍是目前传感器发展的重要方向，尤其是大规模集成电路技术的不断发展，半导体传感器的技术也日臻完善。

7 1.3分类 主要物理特性 传感器举例 工作温度 典型被测气体 电阻式 电 阻 表面控制型 氧化银、氧化锌 室温~450℃ 可燃性气体
体控制型 氧化钛、氧化钴、氧化镁、氧化锡 700℃以上 酒精、氧气、可燃性气体 非电阻式 表面电位 氧化银 室温 硫醇 二极管整流特性 铂/硫化镉、铂/氧化钛 室温~200℃ 氢气、一氧化碳、酒精 晶体管特性 铂栅MOS场效应晶体管 150℃ 氢气、硫化氢

8 这里我们以半导瓷材SnO2为例说明气敏半导体材料的导电机理。SnO2是N型半导体，其导电机理可以用吸附效应来解释。
1.4导电机理 这里我们以半导瓷材SnO2为例说明气敏半导体材料的导电机理。SnO2是N型半导体，其导电机理可以用吸附效应来解释。

9 器件在加热到稳定状态的情况下，当有气体吸附时，吸附分子首先在表面自由地扩散。其间一部分分子蒸发，一部分分子就固定在吸附处。此时如果材料的功函数小于吸附分子的电子亲和力，则吸附分子将从材料夺取电子而变成负离子吸附；如果材料功函数大于吸附分子的离解能，吸附分子将向材料释放电子而成为正离子吸附。O2和NOx（氮类氧化物）倾向于负离子吸附，称为氧化型气体。H2、CO、碳氢化合物和酒类倾向于正离子吸附，称为还原型气体。氧化型气体吸附到N型半导体上，将使载流子减少，从而使材料的电阻率增大。还原型气体吸附到N型半导体上，将使载流子增多，材料电阻率下降。根据这一特性，就可以从阻值变化的情况得知吸附气体的种类和浓度。

10 1.5电阻型气敏器件 电阻型气敏器件在目前使用的比较广泛。按其结构，可分为烧结型，薄膜型和厚膜型三种，下面分别予以介绍。 烧结型 薄膜型

11 1、烧结型 烧结型气敏器件的制作是将一定配比的敏感材料(SnO2、InO)及掺杂剂(Pt、Pb)等以水或粘合剂调和，经研磨后使其均匀混合，然后将已均匀混合的膏状物滴入模具内，用传统的制陶方法进行烧结。烧结时埋入加热丝和测量电极，最后将加热丝和测量电极焊在管座上，加特制外壳构成器件。这种器件一般分为内热式和旁热式两种结构

12 内热式器件管芯体积一般都很小，加热丝直接埋在金属氧化物半导体材料内，兼作一个测量板，该结构制造工艺简单。其缺点是：①热容量小，易受环境气流的影响；②测量电路和加热电路之间相互影响；③加热丝在加热和不加热状态下产生胀、缩，容易造成与材料接触不良的现象。 旁热式气敏器件的管芯是在陶瓷管内放置高阻加热丝，在瓷管外涂梳状金电极，再在金电极外涂气敏半导体材料。这种结构形式克服了内热式器件的缺点，使器件稳定性有明显提高

13 2、薄膜型 薄膜型气敏器件的制作首先须处理基片(玻璃石英式陶瓷)；焊接电极，之后采用蒸发或溅射方法在石英基片上形成一薄层氧化物半导体薄膜。实验测得SnO2和ZnO薄膜的气敏特性较好。 这种器件具有较高的机械强度，而且具有互换性好，产量高、成本低等优点。

14 3、厚膜型 为解决器件一致性问题，1977年发展了厚膜型器件。它是有SnO2和ZnO等材料与3～15％(重量)的硅凝胶混合制成能印刷的厚膜胶，把厚膜胶用丝网印制到事先安装有铂电极的Al2O3基片上，以400～800℃烧结1小时制成。其结构如图12-5所示。厚膜工艺制成的元件一致性较好，机械强度高，适于批量生产，是一种有前途的器件。

15 这种气敏器件的优点是：工艺简单，价格便宜，使用方便；对气体浓度变化时的响应快；即使在低浓度(3000mg/kg)下，灵敏度也很高。其缺点在于：稳定性差，老化较快，气体识别能力不强，各器件之间的特性差异大等。

16 1.6非电阻型气敏器件 1、二极管气敏传感器 2、MOS二极管气敏器件 3、Pd-MOSFET气敏器件

17 1、二极管气敏传感器 如果二极管的金属与半导体的界面吸附有气体，而这种气体又对半导体的禁带宽度或金属的功函数有影响的话，则其整流特性就会发生变化。在掺锢的硫化镉上，薄薄地蒸发一层钯薄膜，就形成了钯硫化镉二极管气敏传感器，这种传感器可用来检测氢气。氢气对这种二极管整流特性的影响如下:在氢气浓度急剧增高的同时，正向偏置条件下的电流也急剧增大。所以在一定的偏置下，通过测量电流值就能知道氢气的浓度。电流值之所以增大，是因为吸附在钯表面的氧气由于氢气浓度的增高而解吸，从而使肖特基势垒降低的缘故。

18 2、MOS二极管气敏器件 金属-氧化物-半导体(MOS)二极管的结构和等效电路如图12-8所示。它是利用MOS二极管的电容-电压特性的变化制成的MOS半导体气敏器件。在P型半导体硅芯片上，采用热氧化工艺生长一层厚度为50～100nm左右的SiO2层，然后再在其上蒸发一层钯金属薄膜，作为栅电极。SiO2层电容Cax是固定不变的，Si-SiO2界面电容Cx是外加电压的函数。所以总电容C是栅极偏压的函数。其函数关系称为该MOS管的C-U(电容-电压)特性。由于钯在吸附H2以后，会使钯的功函数降低。这将引起MOS管的C-U特性向负偏压方向平移，如图12-9所示。由此可测定H2的浓度。

19 3、Pd-MOSFET气敏器件 这种器件是利用MOS场效应晶体管(MOSFET)的阈值电压的变化做成的半导体气敏器件。Pd-MOSFET与普通MOSFET的主要区别在于用Pd薄膜取代Al膜作为栅极。因为钯对H2吸附能力强，而H2在钯上的吸附将导致钯的功函数降低。阈电压UT的大小与金属和半导体之间的功函数差有关。Pd-MOSFET气敏器件正是利用H2在钯栅上吸附后引起阈电压UT下降这一特性来检测H2浓度的。

20 由于目前大多数气敏器件的选择性并不理想，而钯膜只对H2敏感，所以Pd-MOSFET对氢有独特的高选择性。由于这类器件的性能尚不太稳定，作为定量检测氢气浓度还存在一些问题

21 市场产品 半导体式（MQ系列） 催化然烧式（MC系列） 电化学式（ME系列） 热线型半导体式（MR系列） 气体热传导式（MD系列）
固体电解质式（MG系列） 离子式

22 半导体式（MQ系列） 半导体型可燃气体敏感元件 一氧化碳气敏元件 一氧化碳/可燃气体敏感元件 臭氧气体敏感元件 空气污染气敏元件
毒性气体敏感元件 酒精气体敏感元件

23 半导体型可燃气体敏感元件 半导体型可燃气体敏感元件MQ-2 半导体型可燃气体敏感元件MQ-4 半导体型可燃气体敏感元件MQ-5
半导体型可燃气体敏感元件MQ306A 半导体型可燃气体敏感元件MQ214 半导体型可燃气体敏感元件MQ216

24 半导体型可燃气体敏感元件MQ-2 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：可燃气体、烟雾 探测范围：100 to 10000ppm 特征气体：1000ppm异丁烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

25 半导体型可燃气体敏感元件MQ-4 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：天然气、甲烷 探测范围：300 to 10000ppm 特征气体：5000ppm甲烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

26 半导体型可燃气体敏感元件MQ-5 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：液化气、甲烷、煤制气 探测范围：300 to 5000ppm 特征气体：1000ppm异丁烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

27 半导体型可燃气体敏感元件MQ-6 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：液化气、异丁烷、丙烷 探测范围：100 to 10000ppm 特征气体：1000ppm异丁烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

28 半导体型可燃气体敏感元件MQ-8 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：氢气、煤制气 探测范围：50 to 10000ppm 特征气体：800ppm氢气 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤20s 恢复时间：≤40s 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

29 半导体型可燃气体敏感元件MQ306A Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：液化气、甲烷、煤制气 探测范围：300 to 5000ppm 特征气体：1000ppm异丁烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：20 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电阻：45Ω±0.5Ω 加热电流：≤130mA 加热电压：0.9V±0.1V 加热功率：≤130mW 测量电压：≤6V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

30 半导体型可燃气体敏感元件MQ214 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：甲烷 探测范围：300 to 5000ppm 特征气体：5000ppm甲烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：0.1 to 0.55KΩ in air空气中 in air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电流：约20mA 加热电压：6V±0.2V 加热功率：约150mW 测量电压：≤6V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

31 半导体型可燃气体敏感元件MQ216 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 Specification/规格 适用气体：液化气、甲烷、煤制气 探测范围：100 to 10000ppm 特征气体：1000ppm异丁烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：0.1 to 0.55KΩ in air空气中 in air空气中 air空气中 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 加热电流：约20mA 加热电压：6V±0.2V 加热功率：约150mW 测量电压：≤6V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH　 说明书 应用电路

32 一氧化碳气敏元件 一氧化碳气敏元件MQ-7 一氧化碳气敏元件MQ307A

33 一氧化碳气敏元件MQ-7 Application/应用 用于家庭、商业、工业环境的一氧化碳、煤气探测装置。 Feature/特色
对一氧化碳的高灵敏度 / 优异的稳定性/长寿命 / 大的电信号输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：一氧化碳CO 探测范围：10 to 1000ppm 特征气体：100ppm一氧化碳 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤150s（70% Response） 恢复时间：≤150s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电压：5V±0.2V 加热功率：约350mW 测量电压： V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

34 一氧化碳气敏元件MQ307A Application/应用 用于家庭、商业、工业环境的一氧化碳、煤气探测装置。 Feature/特色
对一氧化碳的高灵敏度 / 优异的稳定性/长寿命 / 大的电信号输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用对象：一氧化碳CO 探测范围：10 to 500ppm 特征气体：100ppm一氧化碳 灵敏度R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：20 to 400KΩ in air空气 响应时间：≤150s（70% Response 恢复时间：≤150s（70% Response） 加热电阻：4.5Ω±0.5Ω 加热电压：0.9V±0.1V 加热功率：约50mW 测量电压： V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

35 一氧化碳/可燃气体敏感元件 一氧化碳/可燃气体敏感元件MQ-9 一氧化碳/可燃气体敏感元件MQ309A

36 一氧化碳/可燃气体敏感元件MQ-9 Application/应用
用于家庭、工厂、商业场所的可燃气体和一氧化碳气体泄漏监测装置,防火/安全探测系统。 Feature/特色 兼顾一氧化碳和可燃气体 / 高灵敏度 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：一氧化碳、可燃气体 探测范围：10 to 1000ppm CO、100 to 10000ppm可燃气体 特征气体：100ppm一氧化碳/5000ppm甲烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：40 to 400KΩ in air空气 响应时间：≤150s（70% Response） 恢复时间：≤150s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电压：5V±0.2V 加热功率：约350mW 测量电压： V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

37 一氧化碳/可燃气体敏感元件MQ309A Application/应用
用于家庭、工厂、商业场所的可燃气体和一氧化碳气体泄漏监测装置,防火/安全探测系统。 Feature/特色 兼顾一氧化碳和可燃气体 / 高灵敏度 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单/大的电信号输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：一氧化碳、可燃气体 探测范围：10 to 500ppm CO、300 to 5000ppm可燃气体 特征气体：100ppm一氧化碳/5000ppm甲烷 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：20 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤150s（70% Response） 恢复时间：≤150s（70% Response） 加热电阻：4.5Ω±0.5Ω 加热电压0.9V±0.1V 加热功率约：50mW 测量电压 V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

38 臭氧气体敏感元件 元件：臭氧气体敏感元件MQ131

39 臭氧气体敏感元件MQ131 Application/应用 用于家庭、商业环境中臭氧气体的探测，空气清新机、空气消毒控制器。
Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 简单的测试电路/ 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：臭氧O3 探测范围：0.01-2ppmO3/10-500ppmO3 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：20 to 1000KΩ in 50ppb O3/2-20KΩ in 200ppm O3 响应时间：≤30s（70% Response） 恢复时间：≤60s（70% Response） 加热电阻：35Ω±3Ω 加热电流：≤180mA加热电压5V±0.2V 加热功率：≤850mW 测量电压：≤10V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

40 空气污染气敏元件 空气污染气敏元件MQ135

41 空气污染气敏元件MQ135 Application/应用 用于家庭、环境的有害气体探测、自动排风装置、空气清新机。 Feature/特色
高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 简单的测试电路 Specification/规格 适用气体：氨气、苯、酒精、烟雾 探测范围：10-300ppmNH3、 ppm苯、10-600ppm酒精、1%-10%烟雾 特征气体：100ppm酒精 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：2 to 500KΩ in air空气中 响应时间：≤10s（70% Response） 恢复时间：≤30s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤850mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 应用电路

42 毒性气体敏感元件 毒性气体敏感元件MQ136 毒性气体敏感元件MQ137 毒性气体敏感元件MQ138

43 毒性气体敏感元件MQ136 Application/应用 用于家庭、工厂、商业场所的毒性气体泄漏监测、报警装置。 Feature/特色
高灵敏度 /快速响应恢复 /稳定性好/长寿命 /驱动电路简单 /大信号 输出 /优异的选择性 Specification/规格 适用气体：硫化氢 探测范围：1-100ppm 特征气体：10ppm硫化氢 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：30 to 300KΩ in 10ppmH2S 响应时间：≤30s（70% Response） 恢复时间：≤60s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤850mW测量电压≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

44 毒性气体敏感元件MQ137 Application/应用 用于家庭、工厂、商业场所的毒性气体泄漏监测、报警装置。 Feature/特色
高灵敏度 /快速响应恢复 /稳定性好/长寿命 /驱动电路简单 /大信号 输出 /优异的选择性 Specification/规格 适用气体：氨气 探测范围：10-300ppm 特征气体：50ppm氨气 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：500 to 5000KΩ in clean air 响应时间：≤30s（70% Response） 恢复时间：≤60s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA加热电压5V±0.2V 加热功率：≤850mW测量电压≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

45 毒性气体敏感元件MQ138 Application/应用 用于家庭、工厂、商业场所的毒性气体泄漏监测、报警装置。 Feature/特色
高灵敏度 /快速响应恢复 /稳定性好/长寿命 /驱动电路简单 /大信号 输出 /优异的选择性 Specification/规格 适用气体：醇类、苯类、醛类、酮类、酯类等有机挥发物 探测范围： ppm 特征气体：50ppm甲苯 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：10 to 200KΩ in clean air洁净空气 响应时间：≤30s（70% Response） 恢复时间：≤60s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤850mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

46 酒精气体敏感元件 酒精气体敏感元件MQ-3 酒精气体敏感元件MQ303A

47 酒精气体敏感元件MQ-3 Application/应用 用于机动车驾驶人员及其他风险作业人员的酒后监督检测和其他场所乙醇蒸汽的探测。
Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 驱动电路简单/大的电信号 输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：酒精（乙醇） 探测范围：10 to 1000ppm 特征气体：100ppm酒精 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥5 敏感体电阻：400 to 4000KΩ in air空气 响应时间：≤10s（70% Response） 恢复时间：≤30s（70% Response） 加热电阻：31Ω±3Ω 加热电流：≤180mA 加热电压：5V±0.2V 加热功率：≤900mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

48 酒精气体敏感元件MQ303A Application/应用 用于机动车驾驶人员及其他风险作业人员的酒后监督检测和其他场所乙醇蒸汽的探测。
Feature/特色 高灵敏度 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 驱动电路简单/大的电信号 输出 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：酒精（乙醇） 探测范围：20 to 1000ppm 特征气体：100ppm酒精 灵敏度：R in air/Rin typical gas≥3 敏感体电阻：4 to 400KΩ in air空气中 响应时间：≤10s（70% Response） 恢复时间：≤30s（70% Response） 加热电阻：4.5Ω±0.5Ω 加热电流：≤130mA 加热电压：0.9V±0.1V 加热功率：≤130mW 测量电压：≤15V 作条件 环境温度:-10℃ to 65℃  湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃  湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

49 催化燃烧式（MC系列） 催化燃烧式可燃气体敏感元件 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型） 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件

50 催化燃烧式可燃气体敏感元件 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC101 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC102 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC105

51 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC101 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 适用气体:甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥25mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:3V±0.1V 工作电流:≤140mA 功率:≤420mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

52 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC102 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 Specification/规格 适用气体:甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥20mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:2.8V±0.1V 工作电流:≤120mA 功率:≤350mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

53 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC105 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 Specification/规格 适用气体:甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥20mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:2.5V±0.1V 工作电流:≤180mA 功率:≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

54 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC106 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 Specification/规格 适用气体:甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥30mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:2.5V±0.1V 工作电流:≤180mA 功率:≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

55 催化燃烧式可燃气体敏感元件MC108 Application/应用
家庭、工厂、商业场所的可燃气体泄漏监测装置, 防火/安全探测系统。可燃气体泄漏报警器，气体检漏仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 Specification/规格 适用气体:氢气、可燃气体 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥50mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:5V±0.1V 工作电流:≤120mA 功率:≤600mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

56 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型） 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型）MC112 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型）MC113

57 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型）MC112
Application/应用 工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 / 防爆结构 Specification/规格 适用气体:天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥20mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:3V±0.1V 工作电流:≤140mA 功率:≤420mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

58 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型）MC113
Application/应用 工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 / 防爆结构 Specification/规格 适用气体:天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围:0-100%LEL 特征气体:1%甲烷 灵敏度:≥15mV/1%甲烷 响应时间:≤10s 恢复时间:≤30s 工作电压:2.8V±0.1V 工作电流:≤120mA 功率:≤350mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

59 催化燃烧式可燃气体敏感元件（防爆型）MC114
Application/应用 工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪。 Feature/特色 线性电压信号输出 / 快速响应恢复 / 抗温湿度干扰 / 稳定可靠 / 防爆结构 Specification/规格 适用气体：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围：0-100%LEL 特征气体：1%甲烷 灵敏度：≥15mV/1%甲烷 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：2.5V±0.1V 工作电流：≤180mA 功率：≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

60 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC201 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC115

61 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC201 Specification/规格 Application/应用
工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异 的选择性 Specification/规格 适用气体 民用、工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的特征气体 环境温度: -10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH

62 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC115 Application/应用
工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围：0-100%LEL 特征气体：1%甲烷 灵敏度：≥20mV/1%甲烷 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：3V±0.1V 工作电流：≤140mA 功率：≤420mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

63 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC116 Application/应用
工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围：0-100%LEL 特征气体：1%甲烷 灵敏度：≥20mV/1%甲烷 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：2.5V±0.1V 工作电流：≤180mA 功率：≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

64 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC117 Application/应用
工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围：0-100%LEL 特征气体：1%甲烷 灵敏度：≥25mV/1%甲烷 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：2.5V±0.1V 工作电流：≤180mA 功率：≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

65 工业级催化燃烧式可燃气体敏感元件MC118 Application/应用
工业现场的天然气、液化气、煤气、 烷类等可燃性气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测。可燃性气体探测器、气体浓度计、瓦斯侦测仪 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯等有机溶剂蒸汽的浓度检测 探测范围：0-100%LEL 特征气体：1%甲烷 灵敏度：≥30mV/1%甲烷 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：4.2V±0.1V 工作电流：≤120mA 功率：≤450mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

66 电化学式（ME式） 电化学气体敏感元件 电化学气体敏感元件ME4-CO 电化学气体敏感元件ME4-H2S 电化学气体敏感元件ME3-CO
电化学气体敏感元件ME3-O2 电化学气体敏感元件ME2-O2

67 电化学气体敏感元件ME4-CO Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、Nox、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体:一氧化碳CO 探测范围:0-1000ppm 灵敏度:0.1±0.02μA/ppm 分辨率:0.5ppm 取样负载电阻:10Ω 响应时间:≤30s（90% Response） 恢复时间:≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

68 电化学气体敏感元件ME4-H2S Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、Nox、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体:硫化氢H2S 探测范围:0-200ppm 灵敏度:0.35±0.05μA/ppm 分辨率:0.25ppm 取样负载电阻:10Ω 响应时间:≤30s（90% Response） 恢复时间:≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

69 电化学气体敏感元件ME3-CO Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、Nox、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：一氧化碳CO 探测范围：0-500ppm 灵敏度：0.05±0.01μA/ppm 分辨率：1ppm 取样负载电阻：10Ω 响应时间：≤30s（90% Response） 恢复时间：≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

70 电化学气体敏感元件ME3-H2S Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、Nox、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：硫化氢H2S 探测范围：0-100ppm 灵敏度：0.5±0.1μA/ppm 分辨率：0.1ppm 取样负载电阻：10Ω 响应时间：≤30s（90% Response） 恢复时间：≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

71 电化学气体敏感元件ME3-O2 Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、Nox、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：氧气O2 探测范围：0-25%V/V 空气中输出：0.25±0.05nA/ppm 取样负载电阻：100Ω 响应时间：≤30s（90% Response） 恢复时间：≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度：-20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

72 电化学气体敏感元件ME2-O2 Application/应用
用于工业、家庭环境的CO、H2S、SO2、NOx、NH3等毒性气体及O2、H2的探测。 Feature/特色 高灵敏度 / 优异的稳定性 / 优异的选择性 Specification/规格 适用气体：氧气O2 探测范围：0-25%V/V 空气中输出：0.1±0.02nA/ppm 取样负载电阻：100Ω 响应时间：≤30s（90% Response） 恢复时间：≤90s（90% Response） 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

73 热线型半导体式（MR系列） 热线型酒精气体敏感元件 热线型可燃气体敏感元件 热线型酒精气体敏感元件MR513

74 热线型酒精气体敏感元件MR513 Application/应用 Feature/特色 Specification/规格
用于机动车驾驶人员及其他风险作业人员的酗酒检测和其他场所乙醇蒸气的探测。 Feature/特色 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 功耗低、微型化设计 / 温湿度影响小 Specification/规格 产品规格：3V±0.2V/≤120mA 适用气体：酒精（乙醇） 探测范围：0 to 1000ppm 特征气体：100ppm酒精 灵敏度：≥60mV in 100ppm酒精 响应时间：≤20s 恢复时间：≤40s 工作电压：3V±0.2V 工作电流：≤120mA 功率：≤360mW 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

75 热线型可燃气体敏感元件MR511 Application/应用 适于民用、工业现场的可燃气体检漏、检测报警装置。 Feature/特色
高灵敏度,大信号输出/快速响应恢复/ 优异的稳定性/长寿命 / 功耗低、微型设计温湿度影响小 Specification/规格 产品规格：3V±0.2V/≤120mA 适用气体：甲烷、丁烷 探测范围：0 to 1000ppm 特征气体：1000ppm甲烷 灵敏度：≥60mV in 5000ppm甲烷 响应时间：≤15s 恢复时间：≤40s 工作电压：3V±0.2V 工作电流：≤120mA功率≤360mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

76 气体热传导式（MD式） 热传导气体敏感元件 热传导气体敏感元件MD61 热传导气体敏感元件MD62

77 热传导气体敏感元件MD61 Application/应用 体积比满量程气体浓度监测装置, 气体浓度测试仪。 Feature/特色
100%Vol满量程范围 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单 Specification/规格 产品规格：3V±0.1V/≤140mA 适用对象：天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯、四氟化碳、氟里昂 探测范围：0-100%VOL 特征气体：10%甲烷 灵敏度：≥10mV/10%甲烷 ≥5mV/10%丁烷 ≥35mV/10%氢气 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：3V±0.1V 工作电流：≤140mA 功率：≤420mW 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

78 热传导气体敏感元件MD62 Application/应用 体积比满量程气体浓度监测装置, 气体浓度测试仪。 Feature/特色
100%Vol满量程范围 / 快速响应恢复 / 优异的稳定性/长寿命 / 驱动电路简单 Specification/规格 产品规格：3V±0.1V/≤140mA 适用气体：二氧化碳CO2 探测范围：0-100%VOL 特征气体：10%CO2 灵敏度：≥5mV/10%二氧化碳 响应时间：≤10s 恢复时间：≤30s 工作电压：3V±0.1V 工作电流：≤140mA 功率：≤420mW 工作条件 环境温度：－10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

79 固体电解质式（MG式） 二氧化碳气体敏感元件 二氧化碳气体敏感元件MG811

80 二氧化碳气体敏感元件MG811 Application/应用 家庭、商业场所空气质量控制系统，发酵过程控制，农业暖房、温室CO2浓度监测。
Feature/特色 良好的灵敏度 / 稳定/低成本 / 优异的选择性 Specification/规格 产品规格：6V±0.2V/≤200mA 适用对象：二氧化碳CO2 探测范围：0 to 10000ppm 特征气体：1000ppmCO2 灵敏度：ΔEMF=15～30mV（EMF350ppmCO2-EMF1000ppmCO2） 响应时间：≤60s 恢复时间：≤90s 加热电流：≤200mA 加热电压：6V±0.2V 加热功率：≤1200mW 测量电压：≤15V 工作条件 环境温度：-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度： -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 应用电路

81 离子型 离子烟雾传感器 离子烟雾传感器HIS-07

82 离子烟雾传感器HIS-07 Application/应用 专用于感烟探测器、防火系统。 Feature/特色
单源双室结构；/ 良好的互换性 / 防虫结构设计 / 耐腐蚀 Specification/规格 产品规格：DC 9V/27±3pA 适用气体：烟雾 探测范围- 特征气体：烟雾 灵敏度：0.6±0.1V at 2%/foot of smoke 电源：DC 9V 电流：27±3pA 输出信号：5.6±0.4V in clean air 工作条件 环境温度:-10℃ to 65℃ 湿度: ≤95%RH&nb 贮存条件 温度: -20℃-70℃ 湿度: ≤ 70%RH 说明书 应用电路

83 应用 概述 气敏传感器的基本连接电路 气敏元件的应用特性 气敏元件应用注意事项 不同传感器的应用原理和电路图 一气敏传感器生活应用
最新动态链结

84 概述 近年来气敏传感器的应用越来越广，其中最主要的是防止突发事故，提高生活环境质量，保障生产过程条件的一致性，以及环境保护等。
在防止突发事件中，对报警器件有极大的需求，它们被设计用于，对由于有害或易燃气体泄漏造成的中毒、昏迷或火灾及时提出警报。 为改善居住生活条件，需要应用传感器来检测那些使用空调机和鼓风机的房间、办公室、出租汽车和其他空间中的空气污染情况。除此之外，气敏传感器还用于控制炉具和其他器械中的食品烹调过程。 为保护环境免受有害挥发物的污染，同时为了节约能源，使用气敏传感器监控汽车发动机、蒸汽锅炉等中的燃烧过程。 在各种工业和林业领域、气敏传感器用于生产过程的监控，以及分析参与生产过程的各种气体成分，或分析由生产过程产生的气体成分。

85 气敏传感器的基本连接电路 气敏传感器是由敏感元件和加热器组成的。为创造一个正常工作的环境，需要将传感器保持在工作温度区(300～４００℃)内，为此安装了加热器，并且必须使用稳压电源。因此，将传感器接入到测量电路中去时，需要有一个供传感器的工作电压电源和一个供加热器的加热电源。为了能很好保持传感器温度的恒定，以及保证传感器工作的稳定，这些电源是由传感器制造厂家特别设计的。 气敏传感器的主要制造商之一，Figaro Engineeing公司，提供的基本测量电路示于图3-1，可用于连接不同系列的传感器。通过负载电阻RL上的电压变化可以直接测定传感器电阻的变化。如果空气是洁净的，那么流经传感器和RL的电流是稳定的。如果那些对传感器来说是可感知的气体与传感器表面相接触时，随着气体浓度的增长，传感器的阻抗下降。无论是由AC或DC电源供给VC和VH，RL上的压降变化是相同的。为了保持传感器工作的稳定性，VC、VS和RL应该与表3.1中规定的值一致。

86 图 Figaro公司的气敏传感器的基本连接电路(a)1系列 (TGS 100，TGS 109)；(b)2系列(TGS 203)；(c)8系列(TGS 800， TGS 813，TGS 815，TGS 821，TGS 822等)；(d)5系列(TGS 550)

87 表8.3不同TGS传感器系列的VC、VH、RL值
传感器种类 电路参数 电路电压 VC 加热电压 VH 负载电阻 1系列 100V 1V 4ＫΩ 2系列 最大12V 高:0.8V(60s 可变 低:0.25V(90s 8系列 最大24V 5V 5系列 最大5V 0.55V 可变(范围在10kΩ以上)

88 由于传感器电阻发生了变化，负载电阻(VRL)两端上的输出电压也发生改 变。RS和VRL间的相互关系可用下式表示

89 对于热线型半导体气敏传感器，New Cosmos Electric公司建议采用桥式电路示于图8-15。传感器接在桥式电路的一臂中。被测气体达到一定浓度时，导致RS的改变，这将通过桥式电路输出电压的不同来测定。敏感元件的工作温度则由电桥电源电压控制。 电压VRL的变化与气体浓度的关系是非线性的，特别是在低浓度时。为了将输出电压与气体浓度的关系校正为近似的线性，可以选用运算放大器电路。输出电压可以用于控制电路的指令，也可以用于气体浓度的测定。对示于图8-16(a)上的电路来说，输出电压可用下式表达 因为应用气敏传感器的最简便的方式是利用它的阻抗与气体浓度间的相互关系，所以图8-16(b)中的线路可适用于许多场合。传感器中的一个电极与稳压电源VC相接，而另一个加载到运算放大器的输入端。这时，运算放大器的输出电压由下式决定

90 式中，K=-RF·VC。图8-16所示电路的线性区大小取决于RF。反馈电阻RF可由下列关系式确定

91 如果电路需要工作在几个区段，那么就需要在反馈电路中接入相应数量的电阻，并且有切换开关针对每个区段。
气敏传感器电阻随温度的变化可以应用具有相似温度特性的热敏电阻来补偿。图8-17给出了一个连接在桥式电路上气敏传感器的温度补偿电路，电路中还接入了滞后比较器。信号大小用可变电阻RP1调节。当加在反向输入端的电压超过阈值电平的上限时，输出设定在低电平水平。在电压加载到反向输入端之前，其电平低于阈值电压时，将输出端设置在高电平水平，这样才能适合气体浓度显著降低时的测量需要。

92 气敏传感器的加热器由稳压电源供电，如果加热器材料是高正温度系数的电阻，那么，温度的变化将导致电阻值的显著改变。其结果是敏感元件的工作不稳定，即只有当传感器的温度稳定性不是很临界时，使用一般的稳压方法才合适。但是，当传感器要求有一个很高的温度稳定性时，建议使用热驱动器，它可使外部的影响和气体流动效应对温度的影响降到最小的程度。 CAPTEUR传感器和分析器公司生产的气敏传感器的加热元件是典型的高温度系数电阻，所以公司建议使用热驱动器，它的主要目的是保持传感器加热器在恒定电阻条件下工作，实现的途径是，把加热器电阻接在惠斯登电桥上，然后它的阻值与基准电阻器作比较示于图8-18。

93 利用图8-18上示出的线路，当加热器的工作由热驱动器激励时，那么传感器的温度将只取决于加热器所引入的电阻值。从补偿环境温度变化的观点看，加热器供电电源恒压的效果要比热驱动器恒阻值激励的差些。恒定电流加热的办法也不太适用，因为这会加剧环境温度的变化。 传感器加热器作为惠斯登电桥的一部分，流过它的电流是受控的，因而可以保持传感器电热器有一个不变的电阻值。此电阻值是通过设定电位器RP2的值决定的。RＰ2，连同R4和R5一起，可以允许加热器电阻设置成电阻R3值的15～2倍间的任一值。因此，可以用电位器RＰ2有效地设置传感器温度，在IC1和FET1的控制下，精度优于±1℃。为此，也需要电源电压的稳定度优于1V。

94 “恒阻值”激励工作原理的实施有多种方法。电路中可允许接入的传感器加热器电阻可以从6～50Ω。使用这种方法可以保证传感器处于最佳的稳定工作状态。
示于图8-19上的电路可以用于所有CAPTEUR公司制造的气敏传感器。它将传感器阻抗的改变转换成输出电压的变化。电路的输出电压变化范围约为0.5～5V，并且它与被测气体浓度的平方根的关系是线性的。这样的输出可以直接用于报警系统，也可以通过数字技术或模拟技术给出实际的气体浓度值。在后一种情况时，零位设置电路可以不要，但信号随后输入到一个标准的测量电子电路中去。 在第二级电路中，IC2的增益通常为15。为使其输出电压能达到设计的范围值，要求随传感器电阻的变化，其输入电压的相应变化应能达到200mV。在此级中还设计了零点调节电位器RP5和增益调整电位器RＰS。 在第一级电路中只设计了三个传感器接入位置，用以适配所有的CAPTEUR传感器，这些位置是图中的A、B、和R3。那种在被测气体中电阻值增加类型的传感器接在B的位置上，同时选择一个与传感器输出特性相匹配的固定电阻接在A位上，R3一般为10kΩ。对那些电阻值降低的传感器来说，传感器接到A的位置上，B位上接一定值电阻(通常为39kΩ)，而在R3位置上要选用与传感器特性相匹配的电阻。

95 气敏元件的应用特性 灵敏度特性     气敏元件普遍存在离散性，由此导致互换性不良，应用时常须逐只进行校准，校准通常是在标准气体中调节电路中的可调电位器完成。 温湿度特性     气敏元件可能受环境温度、湿度影响,在需要较高精度和可靠性的应用中，常加入温湿度补偿以取得较好效果。 加热特性     气敏元件需要在加热状态下工作,加热温度影响其性能，传感器的工作电源应使用稳压电源。 初期恢复特性     气敏元件在断电状态下存放后,再通电时并不能立即投入正常工作,一般不通电存放时间长,初期恢复时间亦长，但一般都在数分钟以内，为此,在设计报警器电路时,可设置延时取样电路,消除这种误动作现象。

96 气敏元件应用注意事项 1.最好老化48小时以后再进行气体灵敏度标定。 2.灵敏度标定须在无干扰气体的环境中进行。
3.气敏元件有良好的抗震能力,但也不要让其受到过分的震动。 4.不要让管脚受过大的外力,以免其变形、扭曲。 5.不要向防爆网罩上施加外力以免其变形。 6.如果需要精确的测量,如在工业应用等方面,则需定期校准(每年至少一次)。 7.不要将元件拆分或改变它的任一部分，在金属网罩损坏的情况下不要使用,否则可能引起爆炸或火灾。 8.只能在指定的条件或气氛中使用，如果要将气敏元件用在(或存放在)特殊的环境或气氛中,请与我们联系。 9.勿使元件长时间接触高浓度的气体，否则可能导致灵敏度快速衰减。

97 不同传感器的应用原理和电路图 近年来气敏传感器的应用越来越广，其中最主要的是防止突发事故，提高生活环境质量，保障生产过程条件的一致性，以及环境保护等。 在防止突发事件中，对报警器件有极大的需求，它们被设计用于，对由于有害或易燃气体泄漏造成的中毒、昏迷或火灾及时提出警报。 为改善居住生活条件，需要应用传感器来检测那些使用空调机和鼓风机的房间、办公室、出租汽车和其他空间中的空气污染情况。气敏传感器还用于控制炉具和其他器械中的食品烹调过程。 为保护环境免受有害挥发物的污染，同时为了节约能源，使用气敏传感器监控汽车发动机、蒸汽锅炉等中的燃烧过程。 在各种工业和林业领域、气敏传感器用于生产过程的监控，以及分析参与生产过程的各种气体成分，或分析由生产过程产生的气体成分。

98 不同气敏传感器应用原理 用于监控易燃气体泄漏的气敏传感器 原理和具体电路 用于监测有害气体含量的气敏传感器 用于监测酒精气体浓度的气敏传感器

99 用于保持空气质量器械中的气敏传感器 原理和具体电路 氧气传感器的应用原理和具体电路 用于检测气味和食物原料分类的气敏传感器原理和具体电路

100 用于监控易燃气体泄漏的气敏传感器 气敏传感器最常用的场合是那些需要测定易燃气体浓度，并给出相应信号的情况。图8-20中示出了比较简单的连接气敏传感器TGS 109与气体泄漏检测系统的电路。传感器对诸如LP气体、丙烷、丁烷、甲烷等易燃气体敏感。此外，它还对温度和湿度的波动敏感。为了补偿这些波动的影响，在它的负载电路上加接了一个热敏电阻。通过元件R3、R4、RP1以及热敏电阻的选用，可以抵消温度对VRL的影响。晶闸管必须选用那些触发电流尽可能小的，因为晶闸管的输入阻抗较低时，温度补偿电路的工作越好。通过对电源电压进行稳压可以进一步提高传感器的工作性能，因为它可降低电压波动造成的传感器温度的变化。

101 气敏传感器TGS 813适合于在较大范围内检测各种气体，例如天然气、LP气体和煤气。传感器接入到相应的电路上之后，应考虑能检测被测气体的种类和浓度。图8-21示出了一个简单经济的用于家用气体泄漏检测器的电路。电路的设计主要针对检测含量大约在3 000×１０-６左右的甲烷气体(天然气)

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103 IC1电压调节器输出的恒压5V供给传感器的加热器和检测电路。检测电路由TGS 813、R1和RP1串联组成。输出电压为VRL，它是R1和RＰ1电阻两端的压降输出，此电压进入比较器的同相输入。Vr为比较器的基准电压，它由R4上的压降决定。元件R4也是温度补偿电路的一部分，补偿电路的其他部分还有R2、R3和RT(热敏电阻)。 电路的Vr值设计为20℃时2.5V。 当例如天然气等易燃气体与传感器相接触时，检测电路的输出VRL超过Vr，这样，比较器的输出进入高电平，随后VT1将起作用，使蜂鸣器发出警报。 传感器电阻(RS)与环境温度和湿度有关，由于这个原因，将导致报警极限值的波动。为了补偿温度和湿度造成的变化，建议使用NTC热敏电阻(RT)。在此电路中，由于温度变化的结果，可以导致Vr自动调整。热敏电阻的温度系数比传感器的要大，因此热敏电阻的系数应该可以通过调节电阻R2和R3调整。

104 用于监测有害气体含量的气敏传感器 有害气体(一氧化碳、氨、硫化氢等)，即使在周围空气中它们的含量非常低，也对人体有害。如果它们在工作场所出现，将是非常危险的。这就需要应用有效的器件监测这类气体的存在，防止它们在空气中的含量超过一定的浓度。Figaro公司生产的传感器TGS 203用于测量混合气体中的CO含量。它对混合气体中的氢气和酒精蒸汽的灵敏度最低。随着周围空气中CO含量的增加，敏感元件的电阻下降。相对于敏感元件最大灵敏度的最佳工作温度在100℃左右。 这类传感器的主要缺点是，湿度对测量结果有影响，而且在常温时，它的响应时间相对而言长了些。这些不足可以应用加热敏感元件的方法达到部分的补偿，加热采用间歇的规范进行。加热时，将敏感元件表面上的水蒸汽和其他次要气体清除掉，而测量在较低温度时进行。设计了一个活性碳的过滤器，为传感器提供必要的保护，使它免受氧化氮的影响。 传感器的间歇加热规范，以及要求的工作温度的形成均由专用集成电路(FIC 5401)提供，它是一个4位的微处理器，含有定时器和对信号进行预处理的模拟电路示于图8-22，从直流电源取得传感器加热电流。每了保证传感器工作在设定的模式中，电路中只使用了二个外接元件：一是热敏电阻，在电路中，其功能相当于温度补偿用的热转换器；另一是可变电阻(RLV)，它被用来调整电路工作所要求的电平。

105 受电路控制的直流电源以下述方式供电：产生大加热电流(IHH)共60s，供加热器，然后生成低加热电流(IHL)９０s，与此同时，传感器温度按相应规范变化。在测量周期内(即90s的时间内)，通过检测电路得到的测量结果与预设置的阈值进行比较。电路内建的报警电路将这个信号与预设阈值电平比较后，如果信号超过预设电平，那么报警系统就会作出反应。故障信号是用于报告任何类型的、加热器没有与传感器连接好的故障，或报告恒流电源电路发生的各种故障。内建的温度补偿电路用来降低环境温度对传感器的影响。 IC电路单元用一个5V电源供电，也可以用电池供电。 二个报警电平可以这样设置，主报警系统(报警器A)的电流比子报警系统(报警器B)的大些，这样从报警器A输出的信号可直接用以驱动发光二极管指示灯或压电陶瓷蜂鸣器。

106 图8-23(a)示出了气敏传感器TGS 203与集成电路FIC 5401连接的主电路。其负载电阻由可变电阻(RLV)和电路内设的定值

107 图8-23(a)示出了气敏传感器TGS 203与集成电路FIC 5401连接的主电路。其负载电阻由可变电阻(RLV)和电路内设的定值电阻(1kΩ)构成，因此RL=RＬＶ+1kΩ。它是传感器的工作负载电阻，RL较大，那么传感器的灵敏度也较高。当允许的CO气体浓度为100×１０-6时，RＬＶ选用等于20kΩ的，如果允许的浓度低于100×１０-６时，RＬＶ选用50kΩ的。更精确的允许CO气体浓度的设定都是通过改变RＬＶ进行的。 在图8-23(b)和图8-23(c)上可以清楚看到，集成在集成电路上的变换直流电源的工作原理。传感器的二个加热规程是通过开关在加热过程中顺序进行的。在测量周期时，SW1和SW2都处于“开”的状态，电流从电源VCC1经过传感器和负载电阻(即RＬＶ+1kΩ)流动。电流量的大小与环境空气中的CO气体浓度成比例。此时，传感器的输出信号是负载电阻两端的电压，并从集成电路的13脚输出。如果这个电压超出了内部的基准电压VREF，那么在报警器A的输出上产生一个高电平，标示已经溢出了设定的允许CO气体浓度值。将28脚接到GND3(地)，这样，子报警系统(报警器B)的电平为主报警器电平的三分之一。利用38脚输出作为子报警系统，可以作出早期的预兆警报，即在低于主报警器的报警浓度时提出警告。这可以用来保护测量过程，如果需要，可以排除达到允许CO气体浓度的地步。 所讨论的电路和传感器TGS 203可以用于工作场所的空气条件监测，也可以用于那些需要燃料完全燃烧，和其他对人体有害的CO气体可能达到危险浓度的领域。

108 用于监测酒精气体浓度的气敏传感器

109 陶瓷气敏传感器也可以用于分析酒精蒸汽的含量。传感器与相应的电路配合能够检测血液中的酒精含量。其工作原理非常简单，如果血液中含有一定比例的酒精成分，那么它必定会发散到空气中来，血液中酒精浓度越高发散在空气中的比例也越大。如果用含有一定浓度酒精的空气喷吹传感器，传感器的电阻将发生与酒精浓度相应的变化，这个变化可以用合适的测量电路鉴别。这样的电路示于图8-24。使用的气敏传感器TGS 822是Figaro公司制造的。电路由稳压直流电源+5V供电。传感器负载电阻上的输出电压反相加载到三个运算放大器的输入端，三者互联成比较器。实际上，电阻R1和R2是基准电压的发生器。基准电压的上限由可变电阻RP1设定，而下限则由RP2设定。 接通电源，并按下复位电钮后，触发器进入逻辑O的状态。这时，发光二极管LED1～LED3不发光。当酒精蒸汽作用在传感器上时，负载电阻上的压降开始变化(逐渐升高)。这些分立的比较器顺序工作的结果导致相应的触发器开启，因而与它们相接的LED点亮。如果酒精蒸汽停止对传感器作用，那么负载电阻上的电压将缓慢下降。按动复位钮后，恢复到起始状态。为了补偿温度和湿度对传感器特性的影响，同时为了获得更高的精度，建议使用热敏电阻和(或)湿敏传感器对电路进行补偿。

110 用于保持空气质量器械中的气敏传感器 关系到环境保护和人类身体健康的特别重要的课题是保持空气质量的问题。人类健康在很大程度上取决于空气中氧和二氧化碳的浓度。如果房间中人很多，氧的含量将逐渐减少，与此同时CO2气体的含量增加，这会使人感到疲乏、烦躁，以及注意力不集中，如果CO2气体继续增多，将会引起头痛。人类通过自已的嗅觉具有一种特别的发觉空气质量变化的能力，但如果在房间中待的时间太长时，人会失去与室外空气进行对比的能力。因此，为了在办公室、居室、汽车、飞机上创造一个舒适的环境，应用了各种空气调节系统，以维持空气的高质量。空调器常常会被调节在长时间工作的状态，这不是总是需要的。新鲜空气需要不断加热到与环境温度相一致的程度，不间断地换气可能造成不必要的能源消耗。利用对还原性气体敏感的气敏传感器，将它用于监控空气调节器的工作，将有助于解决这类问题。 Figaro公司生产的气敏传感器TGS 800和微处理器F 5603及F 6604就是专门用于空气新鲜度监控的，应用它可以监控空调器、空气清洁机等器械。气敏传感器检测空气中的污染成分(香烟烟雾、微尘)，并对诸如CO、H2等还原性气体敏感。从传感器处测得的信号经微处理器处理，然后分别控制与空气质量相关的各个器械。 在气敏传感器TGS 800和微处理F5603的基础上开发AM 800模块示于图8-25，F5603是一个四位的CMOS微处理器。在气敏传感器的帮助下，微处理器将空气按其质量状况分成四组。湿度、环境温度，以及对其他非重点监测气体的灵敏度均通过软件加以补偿。

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112 微处理器有18个引脚，封装在管壳中。上述模块工作时，将取自传感器输出的电压与代表新鲜空气的电压进行比较，后者是通过调整电阻确定相应的电平形成的。在这个比较过程中可以测定空气质量的水平。反映质量的各个引脚端(5、6、11～１３脚)的工作电位均很低。在模块中的微处理器的这些引脚上接有五只发光二极管(LED1～LED5)，LED1～ＬＥＤ３指示的是污染程度，LED5是当空气是新鲜的时才发光，LED4则是空气已污染时点亮)。所以，当LED4亮起时，总有LED1～LED3中的一个同时点亮，指出空气污染的程度。 借助开关SW的切换，可以将微处理器调整在或低、或高的灵敏度状态。模块AM 800接通之后，LED1(“轻度污染”指示灯)和LED5(“新鲜空气”指示灯)同时亮起0.5s。在此期间，传感器被加热，达到正常工作温度约需90s。有时在模块接通后，传感器的阻抗下降，因而导致有相对而言较大的电流流通，但它约在2min内会被稳定下来。开启阶段结束之后，微处理器转入正常工作的模式。 在电路中传感器与负载电阻是串接的。传感器加热器的工作电压为5V。在正常条件下，也即空气是清洁的时，加在传感器上的电压约为3.5～4.5V，而在负载电阻上的是0.5～1.5V。如果空气污染程度开始增加，传感器的电阻随污染程度按比例下降。加载在比较器M5239L正相输入端上的基准电压相应于清洁空气时的电压，它约为0.1V。比较器将基准电压与传感器输出电压进行比较。比较器的输出接在集成的模/数转换器的输入(15脚)上，因此模拟的输入电压转换成了数字信号。微处理器确定输入信号超过基准电平的时间。如果这个时间很短，那么空气污染的时间也不长，因而“清洁空气”的输出指示导通。这种情况下不需要清洁空气。如果空气污染维持的时间较长，那么“污染”指示输出点亮发光管，同时反映污染程度的其他辅助输出也点亮相应的指示灯。如果模块上接入了风扇或空气清洁机，那么可以通过调节脚 14的数字信号(调高或调低)调整控制灵敏度。利用两位数字码(共四种可能的变化)，电路在其中工作的房间大小，可以通过脚7和脚8显示出来。

113 Figaro公司制造的、以气敏传感器TGS 800为基础的模块AMS 800，可以与微处理F 6604连接，F 6604也是一种四位CMOS微处理器。模块AMS 800和F6604互连的电路图示于图8-26。 微处理器F 6604有能力将空气污染的程度区分为四个等级，并按污染程度相应控制空气清洁器械的工作。根据房间的大小、灵敏度以及换气的方式(通风或是空气过滤)，设计了调整的能力。

114 微处理F 6604在输入端K0接收到来自模块AMS 800的输出信号后，计算出电阻器RＳ的二秒钟的平均电阻值。借助RＳ的变化程度决定出空气污染的程度，并且在D2、D3和D4(轻度、中等、严重污染)端产生相应的信号。清洁气体的器械就由这些输出端控制。温度和湿度变化的影响依靠软件补偿。 电路接通电源后，约需三分钟加热传感器。在此期间，不管实际的污染程度如何，都会进行D0(清洁空气)输出的设置。当达到了传感器的工作温度时，电路开始进入自动模式(D5输出处于低电平)。根据RS/RO的比较结果，并根据事先设定的极限值，处理器确定空气污染的程度，进而向输出端D2、D3、或D4中的一个发出相应的信号。RS是最近的二秒钟内传感器阻抗的平均值，RO则是新鲜空气时传感器的电阻值，A、B、C是由设定的灵敏度决定的极限值。当达到“A”值时，D1设置在低电平，即指示空气已被污染，必须进行清洁工作。然后，输出D2也被设定在低电平，它表示了污染的程度。如果RS/RO继续下降，那么将达到下一个极限值“B”。微处理器发出一个与污染程度相应的、新的信号，并使输出D3处于低电平，以此类推。 这里所讨论的、用于监测空气质量的电路、对污染的灵敏度是由输入电压决定的，将它加在输入端就是为了确立灵敏度K1。输入电压的范围在1.0～4.5V之内，加在输入端的电压越高，电路的灵敏度越高。 除了已谈到过的特点外，F6604还有许多附加功能。它能在不接有定时器情况下正常工作，以及在一定的运作周期后停止器械的工作。它还具有自动工作和手动调节的工作模式可供选择。 在需要开发具有高可靠性、近似人体反应的控制程序的空气质量控制器时，或需要开发能适应不同工作环境的控制模式时，应用该模块和专用微处理器能节约大量时间。它们对污染的灵敏度很好，例如有能力检测到一支香烟在50m3空间造成的污染。

115 氧气传感器的应用 氧气传感器主要用于监控和调整汽车发动机中的、工业和家用锅炉的燃烧过程。在这些方面应用中，最重要任务是保证燃烧过程充分、具有最大效率，同时对大气的污染尽可能小。 当采用三元催化转换器时，汽车发动机使用符合化学计量比的空气-燃油比混合气，燃烧过程在催化转换器中结束，而催化器处在排放气体的排出通道中。这种情况下，主要目的是减少废气对大气的污染，但在达到这个目的的同时，做不到使燃油有一个最佳的燃烧效率。要达到控制燃烧的目的可以使用传感器，由ZrO2为基材、添加了Y2O3稳定材料的固体电介质制成的传感器。这类可检测空气-燃油混合气的氧化或还原特性，并在它的电压输出时产生一个陡峭的变化。化学计量比的空气和燃油的比例发生变化时引起的电位突然改变，使传感器具有开关的能力。并且这个变化尺度与温度有关，所以有可能使传感器具有测定化学计量比的能力。而催化转换器用来解决随后的问题，即承担CO和COx气体氧化和NOx气体还原问题。而且，如果空气-燃油混合气偏离化学计量比越来越多时(无论是正向还是反向偏离)，三元催化剂的效能将很快下降。 为了检测汽车尾气中有没有氧气，可以使用以TiO2为基材的半导体传感器。TiO2制成的化学计量比空气-燃油混合率传感器的工作机制是，对应于环境中氧浓度的变化，TiO2陶瓷的电阻发生相应改变。这类传感器一般制成厚膜型和圆片型。两种类型最终制成的材料中都是含有微量铂的多孔TiO2陶瓷。这类传感器内建有加热热丝，同时电路中也保证了温度补偿功能。

116 既能减少空气污染，又能节约燃油的方法之一是向发动机供给贫油油-气比混合料(贫油燃烧系统)。在此系统中，在比化学计量比要求低得多的贫油区就能达到稳定的燃烧，结果是，较好的节约了燃料，又减少了NOx气体的排放。但在贫油燃烧系统中，其尾气中会出现多余的氧气，因此需要对非化学计量配比的油气混合气敏感的传感器。为此目的可以使用有限电流类传感器，它的情况在第四章中已经谈到过。传感器具有“三明治”结构，二个电极中间夹了一块氧化锆，在二个电极上加上电压后，由于电化学过程的作用，氧原子将向阳极移动，因而产生电流流动。起初，电流随电压增大按比例增加，但当电压达到一定高压后，电流不再增长(饱和)。这个饱和电流值与废气中氧气分压比成比例。 除了监控燃烧过程外，氧气敏传感器还用于冶金学热处理过程中气体含量的监控，用于水果、蔬菜储存空间气体含量控制，用于空气污染监测，以及医学和生物技术(麻醉器械、人工呼吸器、氧增压器、充氧保育箱等)的测量需要。

117 用于检测气味和食物原料分类的气敏传感器 气味检测是半导体气敏传感器扩大应用的主流方向之一，最有潜力的应用领域是食品工业和医学，还有家住环境和舒适度的调节系统等。在开发味敏传感器方面取得的主要成就是在改进提高敏感材料的灵敏度和选择性方面，针对气味的特征成分，使用了各种掺杂剂，以适应不同的需要。典型的刺激性气味的主要组分是三甲胺(TMA)和二甲胺(DMA)，以及氨气对TMA和DMA敏感的气敏传感器被用来鉴别鱼类的新鲜程度。

118 在开发专为检测多种混合气体中的一种气体成分的传感器时有相当的难度，因为很难使气敏传感器具有一个理想的选择性。此外，在有些场合还需要分别鉴别出混合气体中的各个成分。后一种情况可以用几个不同的传感器组成的系统，配以对它们取得的信息作仔细地处理的办法解决。这类系统的方框图示于图8-27。取决于系统的设计目标(检测其中一种，还是所有成分)，可以采用高选择性传感器，也可以选用具有部分交叉选择性的传感器。第一种选择时，每一只传感器只对混合气中某一种成分敏感。如果混合气中含有的气体组分数量多于设计的传感器数目时，该系统就没有能力鉴别所有的组成气体。当然，那些只对一种成分敏感的传感器，应是在它工作时能够不受其他气体组成影响的。但是，现实情况是，大多数传感器不是只对某种特定气体敏感，而是对一类气体(例如还原性气体，或者是氧化性气体等)敏感。 当混合气体中的组成成分不能被分别直接测定时，还可以利用微处理器，由它将从各传感器那里获取的信息进行二级处理。然后使用模式识别方法进行气体性质分析。最常用的气敏传感器信号二级处理方法汇列如下： 线性回归 偏微分最小二乘方 多重线性回归 顺序淹没因素分析 背景情况鉴别 人工神经网络 主要组成回归

119 文献中描述了一个鉴别气味的系统，采用了六只厚膜技术制造的传感器，以及相应的微处理器。各个传感器都是用不同的半导体氧化物制造的，并对气味有特别的灵敏度。微处理器鉴定气味的方法是，把从气敏传感器处发送来的信息与标准信号进行比较，标准信号是预先存储在存贮器中的。而气味的数量的确定则是利用对该气味有最大灵敏度的气敏元件发送的信息。 文献提出了一个模拟人类嗅觉系统的、利用人工神经网络的多传感器系统。这个多传感器系统能够感知蒸汽和气味，同时利用微型计算机处理信息的能力制造了电子鼻。 作者也探讨了检测蒸汽和气味的问题，设计了一个由12只传感器组成的多传感器系统。在进行实验研究时，将12只以氧化锡为基材的气敏传感器暴露在五种酒精和六种饮料的环境中，然后使用模式识别技术进行分析。回归法和控制信息分析的结果表明，数据中的共线性的程度很高，只有五个传感器的子系统需要进一步归类。 氧化锡传感器对所有蒸汽的响应问题采用主要组成分析法和分组抽象法分析。结果表明，将数据按理论推算的归一化可以实质性地改善蒸汽和饮料的归类能力。各种酒精被分成了五个不同的组，但饮料类仅只分出了三个有区别的组，具体来说是啤酒、lages(一种特色工艺的啤酒)和酒类饮料。利用文献中的12只气敏传感器系统，以及它的分辨、归类的功能性分析能力，提出了用于分辨咖啡的电子鼻。研究结果证明，以SnO2为基材制造的气敏传感器可以用于区分不同品种的咖啡，并能测定咖啡的烘焙程度。因此，它们能在食品加工工业的质量控制方面找到潜在的应用领域

120 最新应用实例 Make Your Donation Today
气体烟雾探测器 (QM-NG1型广谱气敏传感器应用)

121 气体烟雾探测器：在图中的QM-NG1气体传感器遇到可燃气体时，其阻值降低。W两端电压升高达20V，经D2、R1输入BG基极，BG导通触发SCR导通。喇叭发声报警。

122 气控自动排风扇： 本电路采用简单的方法直接控制家用排风扇。可在室内有害气体（煤气、液化石油气等）达到一定浓度时自动开动排风扇排除有害气体，并发出声、光报警，防止隐患事故的发生。     电路如图所示。220V市电经C1降至100V左右供给气敏电阻MQ的检测电极A-B（A‘-B’），经C2降至3V左右加至MQ的加热电极f-f‘以及由氖灯N和蜂鸣器F构成的光、声告警器。当室内空气无有害气体时，MQ的A-B（A’-B‘）电极间电阻很大， 双向晶闸管KS3~6截止，排 风扇P以及氖灯N、蜂鸣器F 均不工作。当室 内有害气 体达到一定程度时， QM-NG1的A-B电极间电阻 降低，KS被触发导通， P、N、F工作。

123 QM-NG1型广谱气敏传感器 QM-NG1 是采用目前国际上工艺最成熟，生产规模最大的Sn02材料作为敏感基体制作的广谱性气体传感器。该产品的最大特点是对各种可燃性气体(如氢气、液化石油气、一氧化碳、烷烃类等气体)以及酒精、乙醚、汽油、烟雾等有毒气体具有高度的敏感性。 用途：用于排风扇和广泛污染场所上的检验、提醒、报警功能！技术指标: 加热电压( VH ) 5±0.2V ( AC·DC ) 回路电压( VC ) 10V ( 最大 DC 24V) 负载电阻( RL ) 2KΩ(可自定) 清洁空气中电压( V0 ) ≤1.5V 灵敏度 ≥3 响应时间( tres ) ≤10S 恢复时间( trec ) ≤30S 元件功耗 ≤0.7W 使用寿命 5年

124 使用方法及注意事项: 1. 元件开始通电工作时，没有接触丁烷气体，其电导率也急剧增加，约一分钟后达到稳定，这时方可正常使用，这段变化在设计电路时可采用延时处理解决。 2. 加热电压的改变会直接影响元件的性能，所以在规定的电压范围内使用为佳。 3. 元件在接触标定气体1000ppm丁烷后10秒钟以内负载电阻两端的电压可达到 ( Vdg-Va )差值的70% ( 即响应时间 )；脱离标定气体1000ppm丁烷30秒钟以内负载电阻两端的电压下降到 ( Vdg -Va )差值的70% ( 即恢复时间 )。 4. 符号说明:检测气体中电阻-Rdg 检测气体中电压-Vdg 　　Rdg与 Vdg的关系：Rdg=RL(VC/Vdg-1) 5. 负载电阻可根据需要适当改动，以满足设计的要求。 6. 使用条件：温度-15~40℃；相对湿度20～85%RH；大气压力80～106KPa。 7. 环境温湿度的变化会给元件电阻带来小的影响，可进行湿度补偿，最简便的方法是采用热敏电阻补偿之。 8. 避免腐蚀性气体及油污染，长期使用需防止灰尘堵塞防爆不锈钢网。

125 五、最新动态链结 纳米气敏传感器研究进展 气体传感器价格网

126 纳米气敏传感器研究进展 １引言 纳米技术是研究尺寸在０１～１００ｎｍ的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术［１］。纳米技术的发展，不仅为传感器提供了优良的敏感材料，例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等，而且为传感器制作提供了许多新型的方法，例如纳米技术中的关键技术ＳＴＭ，研究对象向纳米尺度过渡的ＭＥＭＳ技术等。与传统的传感器相比，纳米传感器尺寸减小、精度提高等性能大大改善，更重要的是利用纳米技术制作传感器，是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等方面获得广泛的发展。湖南长沙索普测控技术有限公司研制成功电阻应变式纳米压力传感器，这种电阻应变式纳米膜压力传感器，测量精度和灵敏度高、体积小、重量轻、安装维护方便，是一种稳定和可靠的测量压力参数的科技创新产品。利用一些纳米材料的巨磁阻效应，科学家们已经研制出了各种纳米磁敏传感器［２］。在生物传感器中，用纳米颗粒、多孔纳米结构和纳米器件都获得了令人满意的应用［３］。在光纤传感器基础上发展起来的纳米光纤生物传感器，不但具有光纤传感器的优点，而且由于这种传感器的尺寸只取决于探针的大小，大大减小了测微传感器的体积，响应时间大大缩短，满足了单细胞内测量要求实现的微创实时动态测量［４］。

127 ２纳米气敏传感器的研究现状 随着工业生产和环境检测的迫切需要，纳米气敏传感器已获得长足的进展。用零维的金属氧化物半导体纳米颗粒、碳纳米管及二维纳米薄膜等都可以作为敏感材料构成气敏传感器。这是因为纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点：一是纳米固体材料具有庞大的界面，提供了大量气体通道，从而大大提高了灵敏度；二是工作温度大大降低；三是大大缩小了传感器的尺寸［５］。 ２．１基于金属氧化物半导体纳米颗粒的纳米气敏传感器 在气敏传感器的研究中，主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料（例如金属氧化物半导体气敏材料以ＳｎＯ２，ＺｎＯ，ＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３为代表）的电导发生变化来制作气敏传感器。目前已实用化的气敏传感器由纳米ＳｎＯ２膜制成，用作可燃性气体泄漏报警器和湿度传感器。在这些纳米敏感材料中加入贵重金属纳米颗粒（例如Ｐｔ和Ｐｄ），大大增强了选择性，提高了灵敏度，降低了工作温度。其性能的具体改善程度与加入贵重金属纳米颗粒的晶粒尺寸、化学状态及分布有关。北京大学王远等人［６］制成一种ＴｉＯ２／ＰｔＯＰｔ双层纳米膜作为敏感材料探测氢气的气敏传感器。其敏感材料的制备方法是先在玻璃衬底上覆盖上一层由Ｐｔ纳米颗粒构成的表面氧化的多孔连续膜，其中Ｐｔ的纳米颗粒直径大约１３ ｎｍ，膜厚大约１００ ｎｍ，然后在ＰｔＯＰｔ膜上覆盖ＴｉＯ２膜，其中ＴｉＯ２纳米颗粒的直径尺寸从３４ ｎｍ到５４ ｎｍ，平均直径４１ ｎｍ。传感器的工作温度在１８０～２００ ℃，ＰｔＯＰｔ多孔膜作为催化剂使ＴｉＯ２纳米膜对氢气产生部分还原作用，从而使传感器在空气中，甚至在ＣＯ、ＮＨ３、ＣＨ４等还原性气体存在的情况下，对氢气都表现出很高的灵敏度和选择性，比较以前的钛基探测氢气的传感器有显著的提高。Ｒａüｌ Ｄìａｚ等人［７］用非电镀金属沉积法沉积Ｐｔ在ＳｎＯ２纳米颗粒的表面，结果证明这种方法对改善气敏传感器催化剂的性能有很大帮助。Ｐｔ和Ｐｄ作为两种主要的贵重金属添加物，它们与衬底有不同的相互作用，Ｐｄ倾向于嵌入纳米ＳｎＯ２晶粒中，而Ｐｔ倾向于形成大的金属颗粒团簇。与传统方法相比，用非电镀沉积法形成的催化剂的不同化学状态，为研究催化剂对气体探测机制的影响提供了一种新的方法。

128 ２．２用单壁碳纳米管制作气敏传感器 碳纳米管具有一定的吸附特性，由于吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用，改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变，通过检测其电阻变化来检测气体成分，因此单壁碳纳米管可用作气敏传感器。 J．ｋｏｎｇ等人［８］用化学气相沉积法在分散有催化剂的ＳｉＯ２／Ｓｉ基片上可制得单个的单壁碳纳米管，如图１（ａ）所示，两种金属被用来连接一ＳＳＷＮＴ时，形成金属／ＳＳＷＮＴ／金属结构，呈现出ｐ型晶体管的性质。气体探测试验是把ＳＳＷＮＴ样品放在一个带着电引线的密封的５００ ｍＬ的玻璃瓶中，通入在空气或者氩气中稀释的ＮＯ２（（２～２００）×１０－６）或者ＮＨ３（０１％～１％），流速７００ ｍＬ／ｍｉｎ。检测ＳＳＷＮＴ的电阻变化，得到的Ｉ／Ｖ关系曲线如图１（ｂ）和（ｃ）所示，在ＮＨ３气氛中其电导可减小两个数量级，而在ＮＯ２气氛中电导可增加３个数量级。其工作机理是半导体单壁碳纳米管在置于ＮＨ３气氛中时，使价带偏离费米能级，结果使空穴损耗导致其电导变小；而在ＮＯ２气氛中时，使价带向费米能级靠近，结果使空穴载流子增加从而使其电导增加。 由于金属／ＳＳＷＮＴ／金属结构类似于空穴作为主要载流子的场效应管，所以在源极和漏极之间的电压一定时，电流随着栅极电压增大而减小（如图２所示）。图２中，ｂ曲线是未通入任何气体的栅电压电流关系曲线，曲线ａ和ｃ的栅电压电流关系曲线分别是ＮＨ３和ＮＯ２气氛中测得的。未通入任何气体时，在栅电压为０ Ｖ时，电流是１５ μＡ，若通入有ＮＨ３的气氛中时，电流则几乎变为０ Ａ。那么，如果测ＮＨ３气，我们就将初始栅电压设置在０ Ｖ，则由上图可知样品的电导将减小两个数量级。若测ＮＯ２气体，先将栅电压设置在＋４ Ｖ，未通入ＮＯ２气体前则电流几乎为零，ＮＯ２通入后，电流大大增加，则其电导增加了３个数量级。这样可以使传感器在复杂的气体环境中具有选择性。

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130 观察了５个ＳＳＷＮＴ样品后，发现对ＮＯ２为２×１０－４气体的样品响应时间从２ ｓ到１０ ｓ，灵敏度（响应前后电阻之比）从１００到１０００。当ＮＯ２气流被纯净的氩气取代之后，样品的电导慢慢恢复到探测前的情况，恢复时间一般是１２ ｈ。在空气中加热样品到２００ ℃，１ ｈ可以恢复。作为对比，用掺Ｃｄ的ＳｎＯ２作为敏感材料的传感器去探测１×１０－４的ＮＯ２，工作温度是２５０ ℃，反应时间５０ ｓ，恢复时间８ ｍｉｎ，灵敏度是３００。用ｐｏｌｙｐｙｒｏｌｅｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ聚合体传感器探测０１％的ＮＯ２时，反应时间是５～１０ ｍｉｎ，虽然是在室温工作，但其电阻仅变化了１０％。对ＮＨ３的探测也得到类似的结果。很显然，ＳＳＷＮＴ传感器不仅具有比传统传感器高得多的灵敏度，而且兼有室温工作的优点。 Ｚｅｔｔｌｅ研究小组［９］则发现单层碳纳米管的电性能与氧气的吸附有很大的关系。当单层碳纳米管暴露于空气或氧气中时，半导体性的碳纳米管可以转变为金属性的碳纳米管，这不仅说明碳纳米管可以用做传感器，也表明原来在空气中测量到的碳纳米管性能不是其本征特性，而很可能与氧气有关。这就有助于更深刻认识碳纳米管作为气敏传感器敏感材料的气敏机理。Ｊ．Ｚｈａｏ等人采用第一原理计算了各种气体，如ＮＯ２，Ｏ２，ＮＨ３，Ｈ２等吸附在单壁碳纳米管及其管束后电子结构的变化，从理论上说明气体吸附过程改变了碳纳米管中的电荷分布，发生了电荷波动和转移，从而引起单壁碳纳米管宏观电阻的改变。随后，Ｊ．Ｋｏｎｇ等人［１０］又做了通过Ｐｄ改性的半导体单壁碳纳米管探测Ｈ２的实验。碳纳米管本身对许多气体分子不发生相互作用，例如Ｈ２和ＣＯ等。但可以对纳米管进行特定的物理和化学修饰使其对气体敏感。用Ｐｄ纳米颗粒修饰了的ＳＳＷＮＴ对Ｈ２十分敏感，暴露在Ｈ２的环境中其电阻发生很大变化，且Ｈ２减少后电阻又迅速恢复。这种半导体性单壁纳米碳管传感器具有更高的灵敏度、选择性，而且还有室温下工作的优点。

131 ２．３用多壁碳纳米管制作气敏传感器 Ｏ．Ｋ．Ｖａｒｇｈｅｓｅ等人［１１］研究了用多壁碳纳米管制作传感器。他们设计了两种传感器形式。一种是在平面叉指型电容器上覆盖一层ＭＷＮＴＳｉＯ２薄膜的结构，如图３所示，称其为电容式传感器。另外一种ＭＷＮＴ弯曲电阻式，是用光刻的办法在Ｓｉ衬底上刻一条弯曲的ＳｉＯ２槽，然后在ＳｉＯ２上生长ＭＷＮＴ，称为电阻式传感器。

132 ２．３．１用多壁碳纳米管制作电容式传感器 ２．３．１．１电容式传感器的结构、特点和工作原理 电容式传感器的结构如图３所示。传感器被放在一个密封的６０ ｃｍ３气室。选用氩气作为载流气体，总的流速是１０００ ｓｃｃｍ，用主流控制器控制测试气体的压力。用Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ４１９２Ａ阻抗分析仪进行阻抗测量。在每次测量之前，为除去化学吸附的分子，要在真空中加热，保持温度在１００ ℃一个小时。最后测得的阻抗Ｚ被分成两部分，实部Ｚ′和虚部Ｚ″，从而构成了ＣｏｌｅＣｏｌｅ阻抗图，如图４所示。图４中点代表试验数据，曲线是等效电路的拟合。对于等效电路模型图４（ｂ），Ｒ０表示一个不依赖于频率变化的欧姆电阻，Ｒ１表示不依赖于频率变化的电阻与一个依赖于频率变化的电容Ｃｎ１（ω）并连。观察到随着湿度增加，ＣｏｌｅＣｏｌｅ阻抗图圆弧的直径也有较大改变，如图５所示。从这种变化可知电容式传感器对某一气体或湿度是敏感的。从图４（ｂ）看出，在ｑｕａｓｉｃｓｔａｔｉｃ频率时Ｒ０，Ｒ１限制了电流，因此这些电阻的总和就是所测的直流电阻。灵敏度Ｓ被定义为Ｓ＝（Ｒｇａｓ－Ｒａｒｇｏｎ）／Ｒａｒｇｏｎ，其中Ｒａｒｇｏｎ是氩气气氛中的电阻，而Ｒｇａｓ＝Ｒ０ｇａｓ＋Ｒ１ｇａｓ是测试气体存在下的电阻，Ｒ０ｇａｓ和Ｒ１ｇａｓ分别是Ｒ０和Ｒ１在测试气体存在下的电阻。图６显示了灵敏度和Ｒ１随湿度的变化。而Ｒ１随湿度变化非线性的增长显示出在湿度比较高的环境下，电荷转移是比较困难的。Ｒ０被发现是不依赖于湿度变化的电阻，平均值是８７ Ω。电容式传感器对ＣＯ２也比较敏感。

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134 ２．３．１．２电容式传感器的制作方法 首先用高温热解法［１２］生长ＭＷＮＴ，即用二茂铁和二甲苯在Ａｒ／Ｈ２气流中进行高温热解，二茂铁提供反应中催化剂Ｆｅ的先驱体，二甲苯提供碳源。反应时，通过连续高温热解二甲苯中６５ ｍｏｌ％的二茂铁１２０ ｍｉｎ，就可以在石英管壁上得到ＭＷＮＴ。然后用平板叉指型电极和ＭＷＮＴＳｉＯ２复合材料在印刷电路板上制作传感器。作为敏感材料的ＭＷＮＴＳｉＯ２复合材料，制作方法是，去除掉ＳｉＯ２衬底上的碳纳米管，用超声波浴法分散在甲苯中，单根纳米管用异丙醇清洗干燥后可得。然后将纳米管分散到一个ＳｉＯ２体系中，这个体系是２０％的ＳｉＯ２纳米颗粒分散到水中。最后纳米管与ＳｉＯ２的重量比是２∶３。平板叉指型电极被广泛应用到气敏传感器中［１４］，这种几何结构保证传感器的阻抗较低，避免了高阻抗测量出现的许多问题，同时又为传感器提供了最大的表面与气体分子发生相互作用。因此，选用这种结构作为第一种形式的传感器。交叉指型电容传感器的铜电极用光刻的办法刻在熔铜的印刷电路板上。先在传感器上覆盖一层ＳｉＯ２薄膜，然后把ＭＷＮＴＳｉＯ２复合材料旋涂到沉积在电极上。

135 ２．３．２用多壁碳纳米管制作电阻式传感器 电阻式传感器，是用热氧化法在Ｓｉ衬底上生长一厚层的ＳｉＯ２，然后用光刻法制作出总长约４５ ｃｍ，臂宽约３５０ μｍ，臂之间的间隙为２９０ μｍ弯曲槽。如前所述，控制反应物剂量可使纳米管生长在ＳｉＯ２层上而不在Ｓｉ衬底上生长。ＳＥＭ照片显示，纳米管直径２０～３５ ｎｍ，长度有几个微米，没有垂直于衬底排列。电阻式传感器与电容式传感器的ＣｏｌｅＣｏｌｅ图类似。电阻式传感器的等效电路是由两个随频率变化的电容分别与电阻Ｒ１，Ｒ２并联，再与Ｒ０串联在一起。电阻式传感器也可制成湿敏传感器。灵敏度用前面公式计算，不过在这里为Ｒｇａｓ＝Ｒ０（ｇａｓ）＋Ｒ１（ｇａｓ）＋Ｒ２（ｇａｓ）。电阻Ｒ１和Ｒ２随湿度增加而增加，其中Ｒ２比Ｒ１增加的程度更大，因此Ｒ２的增加主要决定探测的灵敏度。 两种传感器证明ＭＷＮＴ是有效的湿敏材料。响应时间２～３ ｍｉｎ，但传感器需要几个小时才能恢复。两种传感器也对ＮＨ３比较敏感。在电容式传感器对ＮＨ３的探测中，电阻Ｒ１和灵敏度几乎是完全的线性变化，可以做氨气的剂量计。随着氨气浓度的增加，传感器的响应时间是２～３ ｍｉｎ，但传感器需要在真空中加热，保持温度在１００ ℃好几天才可以恢复。气体探测机理主要是半导体多壁碳纳米管表面的化学吸附，由此可以预见，对碳纳米管进行合适的掺杂和修饰必将使其综合性能得到巨大的提高。

136 另外，用纳米多孔硅制作的多孔硅基气敏、湿敏传感器已获得很大的进展。
近来，Ｗａｎｇ Ｚｈｏｎｇｌｉｎ等人［１４］合成了金属半导体氧化物如锌、锡、铟、镉和镓氧化物的纳米带，如图７所示。合成的纳米带单晶的结构整齐，且无杂质，几乎没有缺陷和断层。高温热蒸发块体氧化物材料，并在低温下将其气相沉积到氧化铝表面，就得到这些纳米带。纳米带宽为３０～３００ ｎｍ，宽度厚度比是５～１０，长度可以延伸几个毫米。可以预见，这一材料在纳米气敏传感领域具有光明的应用前景。

137 ３纳米传感器的发展展望 在纳米技术中，对社会生活和生产方式将产生最深刻而广泛影响的纳米器件的研究水平和应用程度标志着一个国家纳米科技的总体水平［１５］，而纳米传感器恰恰就是纳米器件研究中的一个极其重要的领域。当然，在已获得明显进展的纳米传感领域中尚存在很多问题，从敏感材料到制作技术都很不成熟，其性能也有不尽人意的地方。例如，用纳米颗粒制作的气敏传感器的工作温度虽然较以前的传感器大大降低，然而其工作温度仍然很高，大约２００ ℃左右。用纳米管做的气敏传感器虽然大部分性能比传统的优越，但恢复时间却较长。另外，单壁碳纳米管合成时生成的是金属性质管和半导体性质管的混合物，目前的制备方法尚不能控制完全生成半导体性质的纳米管，由于金属性管没有任何作用，故进行系统性的研究是很困难的。而且，还没有发现在复杂的气体环境下为使纳米管表面具有选择性而对纳米管进行表面修饰的灵活方法［１６］。对于多壁碳纳米管制作的气敏传感器，虽然也可在室温下工作，可是怎样在复杂的气体环境中使传感器具有选择性却是一个亟待解决的问题。随着纳米技术的进一步发展，这些问题必将会被很好的解决，纳米传感器亦将获得巨大的发展

138 参考文献： ［１］张立德． 纳米材料与纳米结构［Ｍ］． 北京：科学出版社，２００１，２－３． ［２］王育德． 纳米微晶巨磁阻抗元器件——２１世纪的传感器［Ｊ］． 汽车电器，２０００，２：２２． ［３］缪煜清． 纳米技术在生物传感器中的应用［Ｊ］． 传感器技术，２００２，２１（１１）：６１－６４． ［４］许改霞，王平，李蓉等． 纳米传感技术及其在生物医学中的应用［Ｊ］． 国外医学生物工程分册，２００２，２５（２）：４９－５４． ［５］张立德． 纳米材料与纳米结构［Ｍ］．北京： 科学出版社，２００１，４８６－４８７． ［６］ＤＵ Ｘ Ｙ，ＷＡＮＧ Ｙ，ＭＵ Ｙ Ｙ，ｅｔ ａｌ． Ａ ｎｅｗ ｈｉｇｈｌｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｈ２ ｓｅｎｓｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＴｉＯ２／ＰｔＯＰｔ ｄｕａｌｌａｙｅｒ ｆｉｌｍｓ［Ｊ］． Ｃｈｅｍ Ｍａｔｅｒ，２００２，１４（９）：３９５３－３９５７． ［７］Ｄìａｚ Ｒ，ＡＲＢＩＯＬ Ｊ，ＳＡＮＺ Ｆ，ｅｔ ａｌ． Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｔｉｎｕｍ ｔｏ ＳｎＯ２ ｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓ［Ｊ］． Ｃｈｅｍ Ｍａｔｅｒ，２００２，１４（８）：３２７７－３２８３． ［８］ＫＯＮＧ Ｊ，ＦＲＡＮＫＬＩＮ Ｎ Ｒ，ＺＨＯＵ Ｃ Ｗ，ｅｔ ａｌ． Ｎａｎｏｔｕｂｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｗｉｒｅｓ ａｓ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２８７（１）：６２２－６２５． ［９］ＣＯＬＬＩＮＳ Ｐ Ｇ，ＢＲＡＤＬＥＹ Ｋ，ＩＳＨＩＧＡＭＩ Ｍ，ｅｔ ａｌ． Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｏｘｙｇｅｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０００，２８７（１０）：１８０１－１８０４．

139 ［１０］ＫＯＮＧ Ｊ，ＣＨＡＰＬＩＮＥ Ｍ Ｇ，ＤＡＩ Ｈ Ｊ． Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ｆｏｒ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］． Ａｄｖ Ｍａｔｅｒ，２００１，１３（１８）：１３８４． ［１１］ＶＡＲＧＨＥＳＥ Ｏ Ｋ，ＫＩＣＨＡＭＢＲＥ Ｐ Ｄ，ＧＯＮＧ Ｄ，ｅｔ ａｌ． Ｇａｓ ｓｅｎｓｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｗａｌｌ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ［Ｊ］． Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ Ｂ，２００１，８１：３２－４１． ［１２］ＡＮＤＲＥＷＳ Ｒ，ＪＡＣＱＵＥＳ Ｄ，ＲＡＯ Ａ Ｍ，ｅｔ ａｌ． Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｉｇｎｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ：ａ ｓｔｅｐ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］． Ｃｈｅｍ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，１９９９，３０３：４６７． ［１３］ＭＡＤＯＵ Ｍ Ｊ，ＭＯＲＲＩＳＯＮ Ｓ Ｒ． Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｅｎｓｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｓｏｌｉｄ ＳｔａｔｅＤｅｖｉｃｅｓ［Ｍ］． Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９９． ［１４］ＰＡＮ Ｚ Ｗ，ＤＡＩ Ｚ Ｒ，ＷＡＮＧ Ｚ Ｌ． Ｎａｎｏｂｅｌｔｓ ｏｆ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｏｘｉｄｅｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００１，２９１（９）：１９４７－１９４９． ［１５］白春礼． 中国纳米科技研究的现状及思考［Ｊ］． 物理，２００２，３１（２）：６５－７０． ［１６］ＣＵＩ Ｙ，ＷＥＩ Ｑ Ｑ，ＰＡＲＫ Ｈ，ｅｔ ａｌ． Ｎａｎｏｗｉｒｅ ｎａｎｏｓｅｎｓｏｒｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈｌｙ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］． Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００１，２９３（８）：１２８９－１２９２．