常见气体传感器及其应用.ppt

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1、长江工程职业技术学院自动化教研室三、常见气体传感器及其应用1．QM—N5型气敏传感器及应用QM—N5是一种应用广泛的国产气敏传感器，它由绝缘陶瓷管、加热器、电极及氧化锡烧结体等构成。工作时，电热丝通电加热，当无被测气体流入时，由于空气中的氧成分大体上是恒定的，因而氧的吸附量也是恒定的，气敏元件的阻值大致保持不变。当有被测气体流入，元件表面将产生吸附作用，元件的阻值将随气体浓度而变化，然后由测量回路按照浓度和阻值的变化关系即可推算出气体的浓度。长江工程职业技术学院自动化教研室QM—N5型气敏传感器的极间电压为10V，加热电压为5±0.5V，负载电阻为2k，适用环境温

2、度为-20~40℃。适用于检测煤气、液化石油气、煤油、汽油、乙炔、乙醇、酒精、氢气、硫化氢、一氧化碳、烷类气体、烯类气体、氨类气体及烟雾等。图5-3列出QM—N5外形和符号。其中A、B为信号电极（电极），H为加热丝极（丝极）。图5-3QM—N5外形和符号长江工程职业技术学院自动化教研室（1）一氧化碳报警器图5-4CO检测换气报警自动控制电路长江工程职业技术学院自动化教研室（2）集成可燃性气体检测器图5-6可燃性气体检测器电路长江工程职业技术学院自动化教研室工作原理如下：9V直流电源经电阻RP1限流，为QM—N5的丝极h-h提供了110mA左右的电流；将A-A与B-B

3、测量极预热；在清洁的空气中，两测量极间的电阻较大，B-B端对地电位较低，气敏元件无信号输出，1IC为SL322型发光显示电平指示驱动电路，其①脚为第一组的输入端，无信号输入时③~⑦、⑫~⑯脚均为低电位，因此，2IC、3IC均不工作,无报警信号；可燃性气体检测器电路长江工程职业技术学院自动化教研室当气敏元件的检测到一定浓度的可燃气体时，B-B端对地电位上升，使1IC的①脚的电压也上升，当电压升高到0.2V时，1IC的③脚立即由低电位变为高电位，这时2IC、3IC相继工作。2IC、3IC均为5G1555组成的自激多谐振荡器，不过2IC工作在超低频，而3IC工作在音频范围

4、内。适当调整R1或R2，使2IC工作频率为1Hz，这时作指示灯用的发光二极管LED将闪烁发光，电压蜂鸣器YD便发出“嘀、嘀”的报警声。可燃性气体检测器电路长江工程职业技术学院自动化教研室（3）矿灯瓦斯报警器图5-8矿灯瓦斯报警器电路长江工程职业技术学院自动化教研室工作原理如下：而当瓦斯浓度较低时，由于电位器RP的输出电压较低，VT1截止，所以VT2、VT3也截止，矿灯不闪烁报警；当矿内瓦斯浓度超过设定浓度时，电位器RP的输出信号通过二极管VD加到三极管VT1的基极，使VT1导通，从而使VT2、VT3得到供电而开始工作，由VT2、VT3、R2、R3、C1和C2组成的是

5、一个互补式自激多谐振荡器驱动继电器开关K不断地断开和闭合，使矿灯形成闪光，说明瓦斯浓度已超过了设定值。长江工程职业技术学院自动化教研室调试过程：该报警器的调试方法为：通电15min后，先将电位器RP调到输出为零的一端，再将矿灯瓦斯报警器置于设定浓度的瓦斯气样中，缓慢调节电位器RP，使报警器刚好产生报警即可。长江工程职业技术学院自动化教研室2．TGS系列气敏传感器及应用TGS系列气敏传感器是日本费加罗公司生产的半导体气敏传感器。当吸附还原性气体（例如液化气、天然气、氢气、一氧化碳、有机溶剂及蒸汽等）时，电导率上升。当恢复到清洁空气中时，电导率恢复。TGS传感器就是将这

6、种电导率变化，以输出电压的方式取出，从而检测出气体的浓度。图5-9几款TGS气敏传感器实物及结构图长江工程职业技术学院自动化教研室（1）火灾烟雾报警器利用TGS—109气敏器件对烟雾的敏感，设计出火灾烟雾报警器。在火灾初期，总要产生可燃性气体和烟雾，因此可以利用SnO2气敏器材作烟雾报警器，在火灾酿成之前进行预报。火灾报警器具有双重报警机构：当火灾发生时，温度升高，达到一定温度时热传感器动作，蜂鸣器鸣响报警；当烟雾或可燃气体达到预定报警浓度时，气敏器件发生作用时报警电路动作，蜂鸣器也鸣响报警。长江工程职业技术学院自动化教研室（2）实用酒精测试仪图5-10为酒精测试仪

7、电路。该测试仪只要被试者向传感器吹一口气，便可显示出醉酒的程度，确定被试者是否还适宜驾驶车辆。气体传感器选用二氧化锡器敏元件。此类仪器目前已在国内一些大城市投入使用，并成为交警的必备标准装备。图5-10酒精测试仪电路长江工程职业技术学院自动化教研室当气体传感器探测不到酒精时，加在A5脚的电平为低电平；当气体传感器探测到酒精时，其内阻变低，从而使A5脚电平变高。图5-10中A为显示驱动器，它共有十个输出端，每个输出端可以驱动一个发光二极管，显示驱动器A根据第⑤脚电平高低来确定依次点亮发光二极管的级数，酒精含量越高则点亮二极管的级数越大。上五个发光二极管为红色，表示