半导体气体传感器

半导体气体传感器是利用半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器，是最常见的气体传感器，广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测装置，适用于甲烷、液化气、氢气等的检测。　　分类　　对于半导体气体传感器，按照半导体与气体的相互作用是在其表面还是在其内部，可分为表面控制型和体控制型两种；按照半导体变化的物理性质，又可分为电阻型和非电阻型两种。电阻型半导体气体传感器是利用半导体接触气体时其阻值的改变来检测气体的成分或浓度；而非电阻型半导体气体传感器则是根据对气体的吸附和反应，使半导体的某些特性发生变化对气体进行直接或间接检测。

[font=&]【题名】： 半导体金属氧化物气体传感器灵敏性的研究进展[/font][font=&]【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TCXB201303023.htm[/font]

家用燃气报警器，燃气就是可燃气体，常见的燃气包括液化石油气、 人工煤气、天然气。燃气泄漏探测器就是探测燃气浓度的探测器，[b]其核心原部件为可燃气体传感器[/b]，安装在可能发生燃气泄漏的场所，当燃气在空气中的浓度超过设定值探测器就会被触发报警，并对外发出声光报警信号，如果连接报警主机和接警中心则可联网报警，同时可以自动启动排风设备、关闭燃气管道阀门等，保障生命和财产的安全。在民用安全防范工程中，多用于家庭燃气泄漏报警，也被广泛应用于各类炼油厂、油库、化工厂、液化气站等易发生可燃气体泄漏的场所。然而可燃气传感器也是种类繁多，有半导体原理、催化燃烧原理、红外原理等等。一般民用的燃气报警器探测仪，不需要特别精准的测量，红外光谱这些高精度的传感器价格高昂，一般家庭负担不起，所以也就不用考虑了。催化燃烧原理的有其优势也有劣势，一般用于大型工业泄露上。最适合家用燃气泄露探测的传感器是半导体原理的传感器。那又如何挑选合适的半导体传感器呢？首先我们在意的肯定是质量、可靠性等。其次呢，半导体传感器技术起源于日本，经过多年的技术沉淀，他们的半导体传感器还是非常可靠的，各方面性能也是出类拔萃的。另外说到国产品牌有个先天不足就是经验不足，技术方面还存在一定差距，咱们国产品牌发展非常快，但确实还需要时间来追赶。还有就是选择传感器的时候要选专业一点的，什么原理都涉及的话那就要注意一点了，可能是博而不精。市面上的半导体传感器也比较多，无法一一讲解。就主要给大家说说费加罗可燃气体传感器TGS2611吧。半导体传感器技术就是源于费加罗，历史悠久，技术积累深厚。可以说是半导体传感器的金字塔塔尖了，他们认第二估计没人敢认第一。也不是嘴上说说的，要看传感器实际性能。首先我们从响应时间上来看，毕竟传感器精准度再高，响应时间长了也是不行的，不然等你报警的时候可能都要爆炸了。新国标的标准是30秒内达到T90，而TGS2611的响应时间（T90）是15秒以内的，远低于新国标的要求。不过新国标是针对整个产品的，而不是单传感器，但是只要结构设计上保持空气流通，那肯定是满足新国标的。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/16421462835434.png][img=16421462835434,424,188]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/16421462835434.png[/img][/url]再者，我们说说抗干扰的问题。由于半导体传感器的特性，半导体传感器几乎是对所有的可燃气体都是有响应的。而厨房环境中，很多时候烹饪美食的时候是需要用到料酒的，那酒精就会挥发出来，就会干扰传感器，导致误报警。TGS2611是带有过滤层的，可以过滤掉酒精等大分子气体。也就解决了干扰的问题。可以参考TGS2611对各种气体的灵敏度曲线图，可以看出，TGS2611对酒精几乎是没有灵敏度的。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/4414119207.png][img=4414119207,413,285]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/4414119207.png[/img][/url]接下来我们再聊聊传感器的长期稳定性，毕竟性能不稳定波动太大的话会导致传感器误报延报的，会严重危及人民的生命财产安全。而费加罗的研发生产的TGS2611上市时间足够长，经受住了市场的考验。长期稳定性可以参考下图。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/16421464407403.png][img=16421464407403,477,295]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/16421464407403.png[/img][/url]新国标在还有一项硅蒸汽测试，TGS2611带有过滤层的，完全能够满足新国标的要求，新国标的测试标准是传感器要能在10ppm的HMDS气体中工作四十分钟，放回空气中误差要在允许范围内。而TGS2611坚持一周以上都是没问题的。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/1642146464915.png][img=1642146464915,451,263]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/03/1642146464915.png[/img][/url]不仅仅这些性能优秀，TGS2611能够满足新国标的所有要求，而且在一致性、稳定性等方面都是要比竞争对手要优秀得多的。单单是从寿命来讲，TGS2611理论上可以说是半永久的，保守估计也是能正常工作十年以上的，免去大家频繁更换的报警器的苦恼。近年来，我国的家庭燃气报警器市场蓬勃发展，推动着燃气报警器企业、物联网IOT企业及家庭安防类企业等快速发展，但是因为发展时间尚短，各厂商的产品质量良莠不齐，使得人们很难选到一款好的报警器。于是国家为了规范行业，于2019年10月14日国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会发布家用可燃探测器新国标GB 15322.2-2019，于2020年11月01日起强制实施。从家用燃气探测器新国标来看，增加了非常重要一项技术指标：抗中毒性能试验和低浓度运行试验；从以往国内市场燃气报警器来看，大多采用的传感器均不满足要求，新国标的发布无疑是未来燃气报警器发展的风向标，如何把握接下来的市场，很大程度上取决于传感器的选型，而费加罗有深厚的技术积累，推出的TGS2611，又完全符合新国标，可以说的非常合适用于燃气报警器。

由于美国调整芯片出口规则，中国对芯片国产化的重视程度越来越高，并定下了2025年将芯片自给率提高到70%的目标，国内半导体行业也掀起了投资热潮。近年来，随着国家的对于集成电路产业的重视以及资本的支持，国内的集成电路产业发展迅速，但是与国外仍有不小的差距，特别是在上游的半导体材料等领域，更是差距巨大。不过，随着国内半导体制造的崛起，也推动了半导体材料的国产化进程。虽然目前各大主要品类的半导体材料领域均有国内企业涉足，但整体对外依存度仍在 60%以上，特别是大尺寸半导体硅片、光刻胶、电子特气等材料更为依赖进口，进口替代空间巨大。除技术难题外，还有一个阻绊我们半导体制造的崛起的难题：在芯片制程中要使用到极高毒性,腐蚀性及易燃性气体、液体和大量可燃性塑材。在目前工艺技术较为先进的半导体晶圆代工厂的制造过程中，全部工艺步骤超过450道，其中大约要使用50种不同种类的气体。一般把气体分为大宗气体和特种气体两种。大宗气体一般是指集中供应且用量较大的气体，特种气体主要有各种掺杂用气体、外延用气体、离子注入用气体、刻蚀用气体以及其他广为各种制程设备所使用的惰性气体等。如沉积工艺中作为所用的NH3氨气、O2氧气等，光刻时常用的H2氢气等，刻蚀时常用的HCL氯化氢、Cl2氯气、F2氟气等。热处理时常用的O2氧气和H2氢气等。腔室清洗时常用的卤化物HCI氯化氢、Cl2氯气、HF氟化氢、HBr溴化氢和O2氧气等以及离子注入法作为n型硅片离子注入磷源、砷源的PH 3磷化氢和AsH3砷化氢等。从以上的应用可以看出，气体在半导体晶圆代工厂有着非常重要的作用。因为各种气体的特性不同，所以要设计出不同的气体来满足各种不同制程的需求。[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/07/QQ图片20220714171055.png][img=QQ图片20220714171055,401,300]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/07/QQ图片20220714171055-401x300.png[/img][/url]半导体制造业所使用的特种气体一般按其使用时的特性，[b][b]可分为易燃性气体、毒性气体、腐蚀性气体、惰性气体和氧化性气体五大类。[/b][/b]隋性气体本身一般不会直接对人体产生伤害，在气体传输过程中，相对于安全上的要求不如以下其他气体严格。惰性气体具有窒息特性，不开阔空间下发生少量泄漏不会使人窒息而造成工伤事故；易燃性气体一般指可发生自燃、易燃的可燃气体。当环境温度达到一定时，PH3等气体也会产生自燃。可燃易燃气体都有一定的着火燃烧爆炸范围，即上限、下限值。此范围越大的气体起爆炸燃烧危险性就越高，属于易燃气体有H2,NH3,PH3, 等等；毒性气体是指在半导体制造行业中使用的气体很多都是对人体有害、有毒的。如PH3、NH3、HCL、CL2、AsH3、CO等气体在工作环境中的允许浓度极微，因此在贮存、输送以及使用的过程中都要求特别的小心。一般都应该采取特定的技术措施来控制使用这些气体；腐蚀性气体通常同时也兼有较强的毒性。腐蚀性气体在干燥状态下一般不易侵蚀金属，但在遇到水的环境下就显示出很强的腐蚀性，如HCl, HF, 等；氧化性气体有较强的氧化性，一般同时具有其他特性，如毒性或腐蚀性等。属于这类的气体有ClF3 ,Cl2,NF3等。半导体制造业被美国(FMS)组织列为”极高风险”的行业。主要是因为它在制程中要使用到极高毒性,腐蚀性及易燃性气体、液体和大量可燃性塑材，再加上无尘室的密闭作业环境及回风系统,所有这些因素都大大增加了半导体厂房的风险。作为半导体晶圆代工厂气体的使用者，每一位工作人员都应该在使用前对各种危险气体的安全数据加以了解，并且应该知道如何应对这些气体外泄时的紧急处理程序。一般来讲，我们将有三重保障来防范万一有意外发生的危险气体外泄进入到工作环境中。一个是特种气体的气瓶以及全部经过正负压测漏的气体输送管路；第二个是持续不断的排气抽风系统（Exhaust），管路节点如气瓶柜、VMB、工作台等均具有很强排气抽风系统，以确保每一管路节点外围都处于负压环境。若发生微量的有毒气体的泄漏，排气抽风系统将第一时间抽出。另外一个很重要的是：根据现行国家标准[b][b]《特种气体系统工程技术规范》GB50646-2011[/b][/b]和[b][b]《有毒气体检测报警仪技术条件及检验方法》HG23006[/b][/b]中的有关规定，同时结合半导体工厂使用气体检测装置产品的快速响应要求作出检测报警响应时间规定。要求处于抽风口或环境点安装[b][b]毒性气体侦测器[/b][/b]及系统，若发生任何有毒气体的泄漏将会被气体侦测系统所侦测到，这个控制系统将根据气体外泄对人体危害的大小来确定整个气体输送系统的相关互锁动作，严重时紧急关闭上游所有气源，同时会驱动中央控制室和现场的相关报警系统LAU，甚至会驱动全厂的自动语音广播系统通知立即疏散，要求相关人员迅速撤离报警区域。因此只要工程技术人员严格按照所制定的标准作业程序操作，所有这些安全装置都将确保人员不会有安全上的顾虑。[b][b]工采网提供监测[/b][/b]一氧化碳CO、氨气NH3、氧气O2、氯化氢HCL、氯气CL2、氟化氢HF、磷化氢PH3和氢气H2等有毒有害/易燃易爆气体传感器，是针对半导体制造业毒气监测应用的专业级传感器产品，传感器寿命长，可长时间稳定持续监测，可大大降低半导体制造业毒气监测成本，实现大范围安装应用，为半导体制造业毒气监测提供了切实可行的安全生产监测解决方案。具体产品如下：[url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/07/QQ图片20220714171413.png][img=QQ图片20220714171413,756,222]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2022/07/QQ图片20220714171413.png[/img][/url]

目前按照气敏特性来分，气体传感器主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。 一、半导体型气体传感器的优缺点自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。 二、半导体传感器需要加热的原因半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。 三、电化学气体传感器的工作原理 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 四、半导体传感器和电化学传感器的区别 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 五、固态电解质气体传感器 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 六、接触燃烧式气体传感器 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 七、光学式气体传感器光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。

气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。在上世纪70年代，气体传感器就成为传感器的一个大系列，属于化学传感器的一个分支。目前市场上流行的气体传感器分为： 半导体式气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导池式气体传感器、电化学式气体传感器、红外线气体传感器、磁性氧气传感器、检测仪中的0-100% LEL与0-n PPM、其他。下边介绍下半体导体式气传感器:半体导体式气传感器它是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的。我公司生产的氧化锆氧分析仪采用的是氧化锆锆管，被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）该氧浓差电动势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号供显示和输出。半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测。尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。缺点：稳定性较差，受环境影响较大；尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。因此，不宜应用于计量准确要求的场所。我公司产的氧化锆氧分析仪已经达到了日本、美国、德国、韩国等国际水平。

最近在研究变压器油色谱装置，看论坛上的检测器一般是TCD和FID，不知一般的半导体气敏传感器能否作为检测器？

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、定电位电解式气体传感器、催化燃烧式传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

一、半导体传感器和电化学传感器的区别 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用气体探测器。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 二、半导体型气体传感器的优缺点 自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、 灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率 高等方面。 三、接触燃烧式气体传感器 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 四、固态电解质气体传感器 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 五、电化学气体传感器的工作原理 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测 血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 六、光学式气体传感器 光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。 七、半导体传感器需要加热的原因 半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件气体探测器， 其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器 内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。

随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。例如，1995年7月，四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏，当场造成3人死亡，6人受伤，仅约一小时左右，市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此，这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展使得其应用越来越广泛。本文介绍了气体传感器的发展情况及在气体泄漏事故处置中的应用前景。 1 气体传感器 　　国外从30年代开始研究开发气体传感器。过去气体传感器主要用于煤气、液化石油气、天然气及矿井中的瓦斯气体的检测与报警，目前需要检测的气体种类由原来的还原性气体(H2,C4H10,CH4)等扩展到毒性气体(CO,NO2,H2S,NO,NH3,PH3)等。 　　气体传感器种类繁多。按所用气敏材料及气敏特性不同，可分为半导体式、固体电解质式、电化学式、接触燃烧式、高分子式等。 1.1 半导体气体传感器 　　这种传感器主要使用半导体气敏材料。自从1962年半导体金属氧化物气体传感器问世以来，由于具有灵敏度高、响应快等优点，得到了广泛的应用，目前已成为世界上产量最大、使用最广的传感器之一。按照检测气敏特征量方式不同分为电阻式和非电阻式两种。 　　电阻式半导体气体传感器是通过检测气敏元件随气体含量的变化情况而工作的。主要使用金属氧化物陶瓷气敏材料。随着近年来复合金属氧化物、混合金属氧化物等新型材料的研究和开发，大大提高了这种气体传感器的特性和应用范围。例如：WO3气体传感器可检测NH3的浓度范围为5 ppm～50 ppm,ZnO-CuO气体传感器对200 ppm的CO非常敏感。 　　非电阻式半导体气体传感器是利用气敏元件的电流或电压随气体含量而变化的原理工作的。主要有MOS二极管式和结型二极管式，以及场效应管式气体传感器。检测气体大多为氢气、硅烷等可燃气体。 1.2固体电解质气体传感器 　　固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子，从而形成电动势，测量电动势从而测量气体浓度。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。如测量H2S的YST-Au-WO3、测量NH3的NH+4CaCO3等。 1.3接触燃烧式气体传感器 　　可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。其工作原理是：气敏材料在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量电阻变化从而测量气体浓度。这种传感器只能测量可燃气体，对不燃性气体不敏感。例如，在Pt丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即可以检测各种可燃气体。接触燃烧式气体传感器在环境温度下非常稳定，并能对爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测，普遍应用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道、浴室、厨房等处的可燃性气体的监测和报警。 1.4 高分子气体传感器 　　利用高分子气敏材料的气体传感器近年来得到了很大的发展。高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚异丁烯、氨基十一烷基硅烷等。高分子气敏材料由于具有易*作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。根据所用材料的气敏特性，这类传感器可分为：通过测量气敏材料的电阻来测量气体浓度的高分子电阻式气体传感器；根据气敏材料吸收气体时形成浓差电池，测量电动势来确定气体浓度的浓差电池式气体传感器；根据高分子气敏材料吸收气体后声波在材料表面传播速度或频率发生变化的原理制成的声表面波气体传感器；以及根据高分子气敏材料吸收气体后重量变化而制成的石英振子式气体传感器等。高分子气体传感器具有对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。

[font=&]【题名】：固态氯离子敏感半导体传感器的研究[/font][font=&][size=12px][color=#333333][/color][/size][/font][font=&]【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CGJS199104009.htm[/font]

检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器、等以下简单概述各种传感器的原理及特点。金属氧化物半导体式传感器金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。催化燃烧式传感器。催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。定电位电解式气体传感器定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。迦伐尼电池式氧气传感器隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。红外式传感器红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。PID光离子化气体传感器PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

请问一套可以用于半导体金属氧化物气体传感器研究的气体检测仪的价格大概是多少

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传感器是气体检测变压器的核心部位，是检测气体浓度的关键所在，随着不同的检测原理，传感器也不尽相同。 PID光离子化气体传感器 PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 迦伐尼电池式氧气传感器 隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 催化燃烧式传感器 催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。www.jiuxing17.com 定电位电解式气体传感器 定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 红外式传感器 红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 金属氧化物半导体式传感器 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。

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公司介绍嘉兴立特电子科技有限公司是美国德康气体检测设备中国总代理。全面经营代理美国德康公司的各类气体探测器、气体报警控制系统、气体在线流程分析仪。美国德康公司通过ISO9001：2000质量体系认证，产品获得北美认证（CSA）、加拿大认证（UL）、泛美认证（UL）。德康公司在红外线气体探测器、金属氧化物（MOS）半导体H2S气体探测器、光离子智能化气体探测器、电化学有毒气体探测器和催化燃烧型可燃气体探测器等系列产品成为行业的先行者，产品应用范围几乎覆盖整个工业领域。即使面对最具难度和挑战性的工业环境，德康的气体探测技术和产品仍能提供实用而经济的服务，在激烈的市场竞争中占据领先地位。以德康中国总代理立特电子科技有限公司为核心，建立区域代理制度，由立特电子科技有限公司负责中国地区所有事务，包括德康产品的客户咨询、销售、物流、技术培训、安装调试、维护维修等综合业务。为在中国设立研发中心与制造中心创造前期条件。主要的产品包括：电化学有毒气体探测器、金属氧化物（MOS）半导体技术H2S探测器、氧气探测器、催化燃烧型可燃气体探测器、红外线可燃气体及二氧化碳气体探测器、光离子智能VOC蒸汽探测器、气体流程在线分析仪、气体探测报警控制系统、系统集成等。美国德康气体检测设备---世界一流产品，全球最长质保期。诚征全国各地经销代理商！网址:www.jxlead.com公司总部: 地址：嘉兴市勤俭路404号勤俭商务楼6楼 电话: 0573-3911600、2079566、2072559传真: 0573-2079055手机：13957368831上海分公司:地址：上海市闵行区贵都路209号28-301电话：021-54432596、28370595 手机：13761410320西北分公司:地址：西安市新城区东新街234号4-16电话：029-87928928传真：029-87421917手机：13991810572产品介绍催化燃烧型可燃气体探测器美国德康公司的催化燃烧型可燃气体探测器是设计用以监视和探测周围空气中可燃气体浓度在爆炸下限从0~100%LEL的范围内的变化。该传感技术是催化燃烧型，传感器探头可在现场更换。该技术对于可燃性气体普遍适用性，对于种类繁多的可燃性气体有敏锐的反应。DETCON传感器气敏元件经特殊设计有防中毒功能，能在多数工业环境中可靠工作五到十年。该产品主要有三种型号：FP-424C、FP-524C、FP-624C（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带三个报警继电器 无干扰操作界面）。 电化学有毒气体探测器美国德康公司的电化学有毒气体探测器是设计用以探测周围空气中存在的多种有毒气体浓度的变化。该传感技术是电化学型，传感器探头可在现场更换。该探测器探测有毒气体的种类及检测范围都是在业内首屈一指的。本传感器气敏元件在多数工业坏境下工作寿命在两年以上。该产品主要有四种型号：DM-200IS、DM-400IS、DM-500IS、DM-600IS（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带三个报警继电器 无干扰操作界面）金属氧化物(MOS)半导体硫化氢探测器美国德康公司的金属氧化物（MOS）半导体H2S气体探测器被设计用以探测周围空气中硫化氢气体的浓度，它的测量范围从标准型的0-20/50/100PPM（可在工作现场调节）到高测量范围型的1,000-10,000PPM。该产品采用金属氧化物半导体传感技术，可动态地显示硫化氢气体浓度的变化。其敏感性可从十亿分之一到百分之一。该技术生产的气敏元件由于自身消耗极小，带温度补偿功能，特别适合在恶劣环境和恶劣气候条件下应用（海上、陆上石油钻井平台，沙漠中，热带气候环境等），拥有十年质保期――世界最长质保期。该产品有三种型号：TP-424C、TP-524C、TP-624C（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）氧气探测器美国德康公司的氧气探测器是被设计用于监控缺氧状况及在过程气体中检测氧气浓度的探测器。标准的缺氧监控范围是在体积比0-25%之间，而对过程气体的含氧量检测的范围则在0-1%和0-30%之间。Detcon公司的氧气探测器气敏元件采用空气电池式电化学传感技术。这种探测器气敏元件的使用寿命为两年半到三年。该产品有四种型号：DM-200、DM-434、DM-534、DM-634（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）红外光学气体探测器美国德康公司的一系列红外线光学气体浓度探测器是基于先进的光学传感技术设计的，用以探测可燃性烷烃类气体或二氧化碳气体的探测器。这种传感器以无干扰、智能化为特征。简单的菜单式校准及模块化设计和组装简化了安装、维护和调试。这种独特的红外线光学气体传感器经实践证明反应敏锐、工作稳定可靠且所需的阶段性维护最少。此外，DETCON公司的产品质量保证决定了拥有本产品的最低运作成本。该产品主要有四种型号：IR-522 、IR-622（烷烃类） IR-540、IR-640（二氧化碳）（Microsafe 智能化传感器， 4-20MA输出，RS-485通讯接口，带继电器 无干扰操作界面）Model1000 型系列在线流程分析仪美国德康公司的 Model 1000 型系列在线流程分析仪是用以对天然气中的硫化氢和二氧化碳气体浓度提供准确及连续测量的仪器。Model 1000型适用于天然气开采、运输、储藏设备上，维护成本低，现场校验手段简便，部件采用模块化设计，节省了空间。Model 1000型是Detcon 悠久的气体探测器研究及制造历史与一系列先进设计理念相结合的产物。这种操作简便、经济实惠、功能强大的分析仪器，等同于那些价格数倍于它的其它分析技术产品。主要特性l连续测量，运行时间长l操作简便l校准维护简便l价格低廉l无有害废物产生l可选的标准样气l标准输出为：4-20MA，RS-485, 三个继电器l电气分类等级为Class 1 Division 1 Group C, 和 Group D

简述几种气体检测传感器的检测原理此文章由 东方嘉仪仪器网 转发检测气体的浓度依赖于气体检测变送器，传感器是其核心部分，按照检测原理的不同，主要分为金属氧化物半导体式传感器、催化燃烧式传感器、定电位电解式气体传感器、迦伐尼电池式氧气传感器、红外式传感器、PID光离子化传感器等，以下简单阐述各种传感器的原理及特点。 金属氧化物半导体式传感器 金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用，改变半导体的电导率，通过电流变化的比较，激发报警电路。由于半导体式传感器测量时受环境影响较大，输出线形不稳定。金属氧化物半导体式传感器，因其反应十分灵敏，故目前广泛使用的领域为测量气体的微漏现象。 催化燃烧式传感器 催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 定电位电解式气体传感器 定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，在此方面国外技术领先，因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构：在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。 迦伐尼电池式氧气传感器 隔膜迦伐尼电池式氧气传感器的结构：在塑料容器的一面装有对氧气透过性良好的、厚10~30μm的聚四氟乙烯透气膜，在其容器内侧紧粘着贵金属（铂、黄金、银等）阴电极，在容器的另一面内侧或容器的空余部分形成阳极（用铅、镉等离子化倾向大的金属）。用氢氧化钾。氧气在通过电解质时在阴阳极发生氧化还原反应，使阳极金属离子化，释放出电子，电流的大小与氧气的多少成正比，由于整个反应中阳极金属有消耗，所以传感器需要定期更换。目前国内技术已日趋成熟，完全可以国产化此类传感器。 红外式传感器 红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂，成本高。 PID光离子化气体传感器 PID由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下，离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号。PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。

[font=&]【题名】： 金属氧化物半导体气敏传感器稳定性研究进展[/font][font=&]【全文链接】: https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CLDB201103012.htm[/font]

PID具备优秀的灵敏度，动态范围大，可在较高无机气体浓度背景下测量低ppb的VOC浓度。但还有其他技术测量VOC：[b]火焰电离检测器（FID）[/b]与PID非常相似，FID常常用于在实验室中检测从气体色谱中提取的VOC。FID与PID传感器普遍相似，实际上所有有化合物包括甲烷都是可选的，FID传感器非常灵敏和线性。但FID传感器需要氢分子离子源，体积大且更昂贵。FID传感器可用于实验室或固定装置，但一般不作为便携VOC检测仪的灵活选择。[b]便携GC/MS[/b]这种传统实验分析仪应用于混合结果领域。带有微型机械硅，便携MS和GC仍然是一个实际的选择，但价格太高。因为GC/MS只能循环测试，并不是持续检测仪，大约每几分钟测量一次。选择它的优点在于它并不是宽带分析仪。尺寸，价格，需要真空泵和维护需求使其仅当其他检测仪都失效时才会被选择。[b]热脱附或者聚氟乙烯取样袋[/b]针对所有吸附在土样，其他固体，液体和气体中的VOC的回顾性分析，ASTM建议使用吸附剂管或者聚氟乙烯取样袋。样品一般再送至实验室进行吸附剂管的热脱附，然后使用GC/MS分析。这是调查某种问题的最好方法，但很明显不能提供实时保护。同样，这些是平均测量，昂贵而且非指定点/时间。[b]电化学传感器[/b]可用电化学元件测量多种VOC，分辨率从10-200ppb。这些都是低成本，低功耗和小巧的传感器。Alphasense提供ETO-A1传感器用于测量VOC，PID和电化学元件都是宽带传感器，但PID具备不同的配置，可以比ETO-A1测量更多的VOC，具备更大的灵敏度。如果你想用电化学元件测量VOC，就应针对目标VOC改良电化学传感器：每一种VOC需要不同的理想偏置电压以达到最好的灵敏度，这并不简单。电化学元件约在25秒内反应，而PID则只需3-4秒。[b]金属氧化半导体传感器[/b]金属氧化传感器也可以测量VOC，他们小巧，低成本，功耗与PID相似。MOS传感器存在湿度灵敏度，非线性反应和长期漂移的问题。它们也与无机气体反应，所以如果你想测量低浓度VOC，不应使用MOS，因为NO, NO2 或 CO等气体以更高浓度存在，不幸的，使用MOS技术时很容易得到假阳性和假阴性。如果你想使用MOS，就要确认长期稳定性和湿度灵敏度。如果你要求高灵敏度，特别是不用PID（例如CFC）测量的VOC，不在意精度和交叉灵敏度，MOS传感器可提供可能的解决方案。[b]比色（色斑）管[/b]作为已被大家接受的取样某种VOC的技术，比色管已经存在几十年了，主要由Draeger 或 Kittegawa提供。他们的优势在于一次性费用较低和一些特性，但劣势包括化学废品的处理（废弃管通常包含有毒化学物），精度差，色变的人工判断，取样问题和非连续测量：不能用于保护，只能作质量上取样。转载本站文章请注明出处：仪器仪表应用_传感器应用_智能硬件产品 - 工采资讯

所谓[url=https://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]，是一种可以检查出目视不到的气体存在的传感装置。在以家用天燃气丙烷气体报警器为主的空调与空气洁净器、汽车等领域广泛得到应用。现在工采网小编对4种气体检测原理进行说明。[b][b][b]一、半导体气体传感器工作原理[/b][b]简单的架构[/b][/b][/b][url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif][img=shikumi,300,280]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif[/img][/url][b][b][b]STEP1[/b][/b][/b]在洁净的空气中，氧化锡表面吸附的氧会束缚氧化锡中的电子，造成电子难以流动的状态。[b][b][b]STEP2[/b][/b][/b]在泄漏的气体（还原性气体）环境中，表面的氧与还原气体反应后消失，氧化锡中的电子重获自由，受此影响，电子流动通畅。[b][b][b]传感器的检测原理[/b][/b][/b]当氧化锡粒子在数百度的温度下暴露在氧气中时，氧气捕捉粒子中的电子后，吸附于粒子表面。结果，在氧化锡粒子中形成电子耗尽层。由于气体传感器使用的氧化锡粒子一般都很小，因此在空气中整个粒子都将进入电子耗尽层的状态。这种状态称为容衰竭（volume depletion）。相反，把粒子中心部位未能达到耗尽层的状态称为域衰竭（regional depletion）。使氧气分压从零（flat band开始按照小（[O[sup]-[/sup]](Ⅰ)）→中（[O[sup]-[/sup]](Ⅱ)）→大（[O[sup]-[/sup]](Ⅲ)））的顺序上升时，能带结构与电子传导分布的变化如下图所示（[O[sup]-[/sup]]：吸附的氧气浓度）。在容衰竭（volume depletion）状态下，电子耗尽层的厚度变化结束，产生费米能级转换[i][i]p[/i][/i]kT，电子耗尽状态往前推进则[i][i]p[/i][/i]kT增大，后退则pkT缩小。[b][b][b]■ 随着吸附的氧气浓度增加半导体粒子的耗尽状态在推进[/b][/b]能带结构[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu1.jpg[/img][/td][td][table][tr][td]x[/td][td]:[/td][td]半径方向的距离[/td][/tr][tr][td]qV(x)[/td][td]:[/td][td]势垒[/td][/tr][tr][td][i]a[/i][/td][td]:[/td][td]离子半径[/td][/tr][tr][td][O[sup]-[/sup]][/td][td]:[/td][td]吸附氧气的浓度[/td][/tr][tr][td]E[sub]C[/sub][/td][td]:[/td][td]传导带下端[/td][/tr][tr][td]E[sub]F[/sub][/td][td]:[/td][td]费米能级[/td][/tr][tr][td][i]p[/i]kT[/td][td]:[/td][td]费米能级转换[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table][b]传导电子分布[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu2.jpg[/img][/td][td][table][tr][td][e][/td][td]:[/td][td]电子浓度[/td][/tr][tr][td]N[sub]d[/sub][/td][td]:[/td][td]施子密度[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table]容衰竭（volume depletion）状态下球状氧化锡粒子表面的电子浓度[e][sub]S[/sub]可用施子密度Nd、粒子半径[i]a[/i]以及德拜长度L[sub]D[/sub]通过式子（1）表示。如果[i]p[/i]增大则[e][sub]S[/sub]减少，[i]p[/i]减少则[e][sub]S[/sub]增大。[e][sub]S[/sub]=N[sub]d[/sub] exp{-(1/6)([i]a[/i]/L[sub]D[/sub])[sup]2[/sup]-[i]p[/i]} ... (1)由大小、施子密度相同的球状氧化锡粒子组成的传感器的电阻值R，可使用flat band时的电阻值R[sub]0[/sub]，通过式子（2）表示。[e][sub]S[/sub]减少则将增大，[e][sub]S[/sub]增大则将缩小。R/R[sub]0[/sub]= N[sub]d[/sub]/[e][sub]S[/sub] ... (2)使用了氧化锡的半导体式气体传感器，就是这样通过氧化锡粒子表面的[O[sup]-[/sup]]的变化来体现电阻值R的变化。置于空气中被加热到数百度的氧化锡粒子，一旦暴露于一氧化碳这样的还原性气体中，其表面吸附的氧气与气体之间发生反应后，使[O[sup]-[/sup]]减少，结果是[e][sub]S[/sub]增大，R缩小。消除还原性气体后，[O[sup]-[/sup]]增大到暴露于气体前的浓度，R也将恢复到暴露于气体前的大小。使用氧化锡的半导体式气体传感器就是利用这个性能对气体进行检测。[b][b][b]二、催化燃烧式气体传感器工作原理[/b][/b][/b]催化燃烧式气体传感器由对可燃气体进行反应的检测片（D）和不与可燃气体进行反应的补偿片（C）2个元件构成。如果存在可燃气体的话，只有检测片可以燃烧，因此检测片温度上升使检测片的电阻增加。 相反，因为补偿片不燃烧，其电阻不发生变化（图1）。这些元件组成惠斯通电桥回路（图2），不存在可燃气体的氛围中，可以调整可变电阻（VR）让电桥回路处于平衡状态。 然后，当气体传感器暴露于可燃气体中时，只有检测片的电阻上升，因此电桥回路的平衡被打破，这个变化表现为不均衡电压（Vout）而可以被检测出来。此不均衡电压与气体浓度之间存在图3所示的比例关系，因此可以通过测定电压而检出气体浓度。[b]■ (图1)测定电路[/b][img=,621,257]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img1.jpg[/img][b]■ (图2)测试电路[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img2.jpg[/img][b]■ (图3)[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img3.jpg[/img][b][b][b]三、电化学气体传感器工作原理[/b][/b]传感器元件构成与电极反应式[/b][img=,621,255]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/shiki.jpg[/img]传感器由来自贵金属催化剂的检测极、对极与离子传导体构成。当CO等检测对象气体存在时，在检测极催化剂上与空气中的水蒸气发生（1）式所示的反应。CO + H[sub]2[/sub]O → CO[sub]2[/sub]＋ 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] …（1）检测极与对极接通电流（短路）后，检测极产生的质子(H+)与同时产生的电子（e-）分别通过离子传导体与外部电线（引线）各自到达对极，在对极上与空气中的氧之间发生（2）式所示的反应。（1/2）O[sub]2[/sub] + 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] → H[sub]2[/sub]O …（2）也就是说此传感器构成了由（1）（2）反应式形成的（3）反应式的全电池反应，可以认为是将气体作为活性物质的电池。CO + （1/2）O[sub]2[/sub] → CO[sub]2[/sub] …（3）当做气体传感器使用时，接通检测极与对极的电流，来测定其短路电流。[b]CO浓度检测原理公式[/b][img=,254,236]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/co.jpg[/img]对流过外部电路的短路电流与气体浓度的关系，通过传感器进行适当的扩散控制（控制气体的流入量），呈现出式子（4）这样的比例关系（右图）。I = F × (A/σ) × D × C × n …（4）这里 I：短路电流；A：扩散孔面积；σ：扩散层长度；D：气体扩散系数；C：气体浓度；ｎ：反应的电子数量[b]特长[/b]反应式（1）所示的氧化电位由于比氧化电极电位的基准值（2H+ + 2e- ? H2)要低（拥有较低电位），因此此反应不需要消耗来自外部的电压、温度等其他能量，可以有选择地进行，与别的检测方式相比在干扰性、重复性、节电方面要优越得多。[b][b][b]四、NDIR气体传感器工作原理[/b][b]NDIR（非色散型红外线）式气体传感器的工作原理[/b][/b][/b]NDIR(non-dispersive infrared)式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。红外线的透射率（透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比）取决于对象气体的浓度。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu01.png[/img]传感器由红外线放射光源、感光素子、光学滤镜以及收纳它们的检测匣体、信号处理电路构成。在单光源双波长型传感器中，在2个感光素子的前部分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤镜，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以换算为相应的气体浓度。因此，双波长方式可实现长期而又稳定的检测。[b]检测原理[/b]用中波段红外线照射气体后，由于气体分子的振动数与红外线的能级处于同一个光谱范畴，红外线与分子的固有振动数发生共振后，在分子振动时被气体分子所吸收。气体浓度与红外线透射率的关系可通过下述朗伯-比尔定律进行说明。对于NDIR式气体传感器来说，对象气体的吸光度ε与光程d是不变的，在与成为对象的气体吸收能（波长）一致的光谱范畴，通过测定红外线的透射率[i]T[/i]，即可得到对象气体的浓度c。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu02.png[/img]来自放射源的入射光强度[i]I[/i][sub]0[/sub]，是通过使用不吸收红外线的零点气体校准后设定的。吸光度ε是利用已知浓度的对象气体进行校准后进行初始设定的。[b]特长[/b]因为红外线是根据目标气体固有的红外能量（波长）被吸收的，所以气体选择性非常高成为其最大的特长。即使在高浓度的对象气体中长时间进行暴露，也从原理上避免了灵敏度的不可逆变化。

科技日报北京1月22日电 德国维尔茨堡—德累斯顿卓越集群ct.qmat团队的理论和实验物理学家开发出一种由铝镓砷制成的半导体器件。这项开创性的研究发表在最新一期《自然物理学》杂志上。由于拓扑趋肤效应，量子半导体上不同触点之间的所有电流都不受杂质或其他外部扰动的影响。这使得拓扑器件对半导体行业越来越有吸引力，因为其消除了对材料纯度的要求，而材料提纯成本极高。拓扑量子材料以其卓越的稳健性而闻名，非常适合功率密集型应用。新开发的量子半导体既稳定又高度准确，这种罕见组合使该拓扑器件成为传感器工程中令人兴奋的新选择。利用拓扑趋肤效应可制造新型高性能量子器件，而且尺寸也可做得非常小。新的拓扑量子器件直径约为0.1毫米，且易于进一步缩小。这一成就的开创性在于，首次在半导体材料中实现了微观尺度的拓扑趋肤效应。这种量子现象3年前首次在宏观层面得到证实，但只是在人造超材料中，而不是在天然超材料中。因此，这是首次开发出高度稳健且超灵敏的微型半导体拓扑量子器件。通过在铝镓砷半导体器件上创造性地布置材料和触点，研究团队在超冷条件和强磁场下成功诱导出拓扑效应。他们采用了二维半导体结构，触点的排列方式可在触点边缘测量电阻，直接显示拓扑效应。研究人员表示，在新的量子器件中，电流—电压关系受到拓扑趋肤效应的保护，因为电子被限制在边缘。即使半导体材料中存在杂质，电流也能保持稳定。此外，触点甚至可检测到最轻微的电流或电压波动。这使得拓扑量子器件非常适合制造尺寸极小的高精度传感器和放大器。[来源：科技日报][align=right][/align]

[align=center]气体传感器是将气体浓度转换成电信号的部件。在二次开发和升级之后，气体传感器的电信号可以转换成数字信号。人们可以方便地直接检查气体浓度值。[/align]气体探测器的核心部分。气体传感器属于核心部件，不能直接使用。由于传感器信号很小，它只能输出nA电平信号，这很难收集。每个传感器的一致性不同，管理起来不方便。最后它也容易受到温度和湿度的干扰，并且这些值容易出现偏差。原始传感器给用户带来很多不便。没有开发经验的用户不仅开发不好，即使开发出来，检测价值也不稳定，这不仅浪费时间和精力，而且还延误了项目的进度，这不符合成本效益。有许多类型的气体和不同的属性，因此有许多类型的气体传感器。根据待测气体的性质，可分为：用于检测易燃易爆气体的传感器，如氢气、一氧化碳、气体、汽油挥发性气体等 用于检测有毒气体的传感器，如氯、硫化氢、胂 用于检测工业过程气体的传感器，例如氧气中的二氧化碳、炼钢炉中的热处理炉 用于检测大气污染的传感器，如NOx、 CH4、 O3形成酸雨，甲醛等家庭污染。根据气体传感器的结构，可分为干式和湿式 根据传感器的输出，它可以分为两种类型：电阻型和电阻型 根据测试机构的说法，它可分为电化学方法、，电法、，光学方法、化学法等几种类型。气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探头中。基本上，气体传感器是将特定气体体积分数转换成相应电信号的换能器。探针通过气体传感器调节气体样品，通常包括过滤杂质和干扰气体。、干燥或冷却、样品吸入，甚至样品的化学处理，以便化学传感器更快地进行测量。因此，为了便于信号采集和统一管理，SZC利用其独特的核心技术和多年的传感器技术经验，开发出智能气体传感器模块。气体传感器已经开发和升级。通过比较、采样步骤、滤波、校准、信号放大、温湿度补偿，沉国安智能气体传感器模块已经开发完成。沉国安智能气体传感器模块可以对应数千种气体，每种气体对应数十种气体检测范围。对于该产品系列，智能传感器模块可达数万个。根据用户的情况和选择，沉国安只能根据用户的情况制作适合用户的智能传感器模块。这是沉国安产品独家销售的原因之一。气体传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨ph传感器丨水管温度传感器丨[/color]气体压力传感器[color=#333333]丨气压感应器丨[/color][color=#333333]电化学传感器丨数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨h2传感器丨风速传感器丨超声波液位传感器[/color][color=#333333]丨流量传感器[/color][color=#333333]丨压电薄膜传感器丨微型压力传感器丨[/color]湿度传感器[color=#333333]丨[/color]气体传感器https://mall.ofweek.com/category_11.html[color=#333333]丨电流传感器丨[/color]微型传感器[color=#333333]丨壁挂式温度变送器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]一氧化碳传感器丨[/color][color=#333333]氧气传感器丨[/color][color=#333333]超声波传感器丨光纤传感器丨[/color][color=#333333]超声波风速传感器丨[/color][color=#333333]压阻式压力变送器丨[/color][color=#333333]voc传感器丨称重传感[/color][color=#333333]器[/color][color=#333333]丨气压传感器丨[/color][color=#333333]硫化氢传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨二[/color][color=#333333]氧化碳传感器丨百分氧传感器丨[/color][color=#333333]co2气体传感器丨位置传感器丨[/color][color=#333333]bm传感器丨风速传感器丨电流传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]气压传感器丨压力传感器丨meas压力[/color][color=#333333]传感器丨传感器https://mall.ofweek.com/category_5.html丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨一氧化氮传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

有没有专门检测CO2的传感器，灵敏度要到PPm级别

由于使用场所禁止易燃易爆气体，所以不能选用FID检测器。但是TCD的灵敏性距检测要求略低，因此打算采用半导体检测器。请各位前辈指点1、2，帮忙推荐几种性能比较稳定的半导体检测器。

首先介绍的是红外式传感器和光离子气体传感器。红外式传感器是利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。PID光离子化气体传感器由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号，PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 其实介绍的是催化燃烧式传感器，催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 最后介绍的是定电位电解式气体传感器，定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。