2002年,第10期,類別:電子產(chǎn)品與器件

    日本根本特殊化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)的氣敏傳感器，分為熱線型、半導(dǎo)體型和熱傳導(dǎo)型三類，用于對(duì)可燃性氣體如ＣＯ、ＣＨ4、Ｈ2、Ｃ2Ｈ5ＯＨ和ＣＯ2、ＮＯ、ＮＯ2等不可燃性氣體的檢測(cè)。本文介紹熱線型氣敏傳感器的工作原理及應(yīng)用。
    一、原理介紹  
    結(jié)構(gòu)：這種傳感器的敏感組件由鉑絲組成，它被一種能使可燃?xì)怏w氧化的特殊催化劑覆蓋。使用兩只這樣的元件來(lái)比較，一個(gè)元件對(duì)外界氣體很敏感，而另一個(gè)元件對(duì)外界隔離保持原始態(tài)不變。通過(guò)兩元件的比較使電橋失衡，因而有信號(hào)輸出。
    檢測(cè)原理：當(dāng)一種可燃?xì)怏w到達(dá)敏感元件的表面時(shí)，由于表面保持３００～４００℃的高溫，所以就產(chǎn)生氧化反應(yīng)。這種氧化反應(yīng)使得元件表面的溫度上升，這個(gè)上升值比例于特殊被測(cè)氣體的能量。上升的溫度傳到元件內(nèi)部的加熱鉑線圈，繼而又使它的電阻增加。另一方面，由于另一元件表面沒(méi)氧化所以電阻不變。這種情況導(dǎo)致電橋線路的不平衡，因而獲得一個(gè)信號(hào)輸出。輸出電壓的水平不但取決于被測(cè)氣體的種類，而且還表現(xiàn)了一種與氣體濃度相關(guān)的較好的線性。
    二、特性及參數(shù)
    １． 熱線型氣體傳感器ＮＡＰ－５５Ａ／５０Ａ
    ＮＡＰ５５Ａ對(duì)所有可燃性氣體都很靈敏，而ＮＡＰ－５０Ａ只對(duì)酒精不敏感。傳感器電源電壓：ＤＣ２．５０Ｖ±０．２５Ｖ 或ＡＣ２．５０Ｖ±０．２５Ｖ。電流（在２．５Ｖ供電時(shí)）：１６０～１８０ｍＡ。輸出電壓：－３５～＋３５ｍＶ。工作環(huán)境：溫度為－１０℃～＋５０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    ２． 催化型不完全燃燒氣體傳感器ＮＡＰ－７０
    ＮＡＰ７０只對(duì)一氧化碳和氫氣有高靈敏度，對(duì)其他氣體則是低靈敏度。電橋電源電壓為２．４Ｖ±０．１２Ｖ，傳感器可以采用交流或直流電壓，但從穩(wěn)定性考慮，應(yīng)使用穩(wěn)定的直流電源。電橋消耗電流為２０～４０ｍＡ。ＮＡＰ－７０型傳感器提供了足夠的輸出電壓，可以檢測(cè)出低至幾百ｐｐｍ的ＣＯ氣體濃度。另外，使用了一種特殊的催化劑，使傳感器對(duì)ＣＯ氣體在更低的加熱溫度下獲得更高的可能靈敏度。
    傳感器電源電壓：ＤＣ２．４０Ｖ±０．１２Ｖ 或ＡＣ２．４０Ｖ±０．１２Ｖ。電流（在２．４Ｖ供電時(shí)）：２０～４０ｍＡ。工作時(shí)的環(huán)境：溫度為－１０℃～＋５０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    ３． 熱線型氣體傳感器ＮＡＰ－１１ＡＦＬ
    ＮＡＰ－１１ＡＦＬ是一種可以檢測(cè)火爐或其他煙霧設(shè)備中所含的低濃度ＣＯ氣體的熱線型氣體傳感器，對(duì)低濃度范圍的ＣＯ氣體具有很高的靈敏度（小于２００ｐｐｍ）。
    傳感器電源電壓：小于１５Ｖ（ＤＣ或ＡＣ）。
    加熱器電壓：在加熱時(shí)為５．５Ｖ±０．３Ｖ，在正常工作時(shí)為０．８Ｖ±０．０４Ｖ（ＡＣ或ＤＣ）。
    加熱器電流：在加熱時(shí)（電壓為５．５Ｖ）為１７０ｍＡ～１９０ｍＡ，在正常工作時(shí)（電壓為０．８Ｖ）為２５ｍＡ～４０ｍＡ。
    工作時(shí)的環(huán)境：溫度為－１０℃～＋７０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    三、應(yīng)用實(shí)例
    下面是這些傳感器進(jìn)行氣體檢測(cè)控制的實(shí)例，可以構(gòu)成氣體泄露和火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。
    圖１為應(yīng)用ＮＡＰ－５５Ａ／６６Ａ構(gòu)成的氣體檢測(cè)器
    圖２為ＮＡＰ－７０構(gòu)成的ＣＯ氣體檢測(cè)器
    圖３為ＮＡＰ－１１ＡＦＬ構(gòu)成的ＣＯ氣體檢測(cè)器
    圖３中Ａ、Ｂ兩點(diǎn)之間的校正線在完成校正后必須去掉。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?重慶  潘建