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其他类型的气体传感器技术

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:当光催化气体传感器暴露在适当波长的紫外光和可反应气体中时,它就可以改变电阻。由于对测量技术的要求不断提高,增强型催化气体传感器在简单传感器和精密仪器之间起着重要作用。光纤气体传感器通过与气体分子的接触,在一端与光纤相连,最终通过光纤传输信息。光学气体传感器有很多传感器无法实现的特性电气输出,例如,它对易燃气体的安全防范电缆的耐腐蚀性能优于电气传感器。声波气体传感器声波气体传感器

其他类型的气体传感器技术

1.增强型催化气体传感器

增强型催化气体传感器是一种采用主动测量技术,与简单的化学电池相结合的传感装置。电化学电池由陶瓷-金属薄膜制成,为电位和电流测量提供了反应环境。增强型催化装置分为电增强催化(电催化)装置和光增强催化(光催化)装置。当设备的电极被外部能量激发时,会发生复杂的化学反应。随着电势的变化,装置表面的气体种类会减少或发生氧化还原反应,同时释放或捕获自由电子。这种反应会影响通过薄膜的电流大小。由于反应取决于温度,所以在传感器中加入加热器和温度传感器,以保持温度在预设条件。

这种光催化装置使用二氧化钛等材料作为催化剂。当光催化气体传感器暴露在适当波长的紫外光和可反应气体中时,它就可以改变电阻。这些器件可以在单一激发波长下使用,简单地检测气体种类,也可以与几种不同的紫外光源和掺杂的二氧化钛薄膜耦合,改变反应窗口形态。改变应用电位和激活光源可以使增强型催化装置对不同的化学物质产生反应。利用电催化装置,表面的气体会发生反应,从而会产生衰减或增加的电流。由于对测量技术的要求不断提高,增强型催化气体传感器在简单传感器和精密仪器之间起着重要作用。

2.光学气体传感器

光学气体传感器包括红外吸收型、光谱吸收型、光纤化学材料型等传感器。常用的光纤气体传感器利用材料对特定化合物的敏感性来产生光学信息,如产生荧光或能发生颜色变化的材料。光纤气体传感器通过与气体分子的接触,在一端与光纤相连,最终通过光纤传输信息。对于这类传感器,研究工作主要致力于开发对特定气体成分具有一定程度敏感性的材料和一些有选择性的材料。

用于测定气体成分的气相色谱-红外光谱法是一种非常可靠、重现性好的方法,已在气相色谱-红外系统等领域得到应用。它有两种方法:一种方法是利用光纤遥感,光纤将输入光束传输到气室,并将信息从气室传输到探测器;另一种方法是使用小型红外光谱仪与非色散探测器系统。在不通过光栅棱镜分散光束的情况下,光学滤波器或气体选择性探测器可以从特定波长中获得信息。光纤气体传感器的主要部分是两端涂有活性物质的玻璃光纤,其中活性物质中含有一定的荧光染料,当活性物质与荧光染料发生作用的时候,染料极性会发生变化,使其荧光发射光谱发生位移。当光脉冲照射传感器时,荧光染料会发射不同频率的光,检测荧光染料发射的光就可识别两端的活性物质。这种光纤气体传感有望应用于遥感或位置敏感检测。光学气体传感器有很多传感器无法实现的特性电气输出,例如,它对易燃气体的安全防范电缆的耐腐蚀性能优于电气传感器。(www.xing528.com)

3.声波气体传感器

声波气体传感器主要有体声波和声表面波两种气体传感器,其中声表面波气体传感器具有结构简单、体积小、成本低、灵敏度高等优点,从而被广泛应用到化学研究、环境监测等方面。

声表面波气体传感器属于压电型传感器,主要利用的是声波产生的力作用,以压电效应为基础,将产生的声信号通过振幅、频率等参数的变化表现出来,从而获得被分析物的信息。声表面波气体传感器的输出为准数字信号,可以简便地与微处理器对接。它自身固有一个振荡频率,当外界待测量变化时,会引起振荡频率的变化,从而达到测量目的。

声波气体传感器

声波气体传感器

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