低功耗气体传感器

[align=left][font=微软雅黑][size=10.5pt]近年来，国内外传感器机构和技术研究与开发的投入不断增加，传感器技术也取得了飞速的进步。随着传感器[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]技术[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]的不断发展，[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]新型[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]高性能[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]的[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]传感器应用成本将不断降低，应用效果将不断提高，从而带动传感器行业的可持续发展。[/size][/font][/align][font=微软雅黑][size=10.5000pt]传感器在人工智能领域的应用很广泛，[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]通过智能传感器将人机连接起来，并结合软件和大数据分析，可以突破物理和材料科学的局限性。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]在国家大力加强传感器开发和应用的一系列政策的指导和支持下，中国传感器产业[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]有着[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]良好的发展前景，并有望获得未来的增长空间。许多公司积极构建物联网和传感器[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]共同[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]发展的生态环境，依靠移动互联网，积极整合产业链的所有环节，引导消费者参与，拉近产品与市场的距离。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]通过[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]传感器使得[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]智慧城市建设[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]不断[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]促进公共基础设施和服务体系的[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]完善[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]，有效地聚集资金、人力以及社会各类资源发挥产业带动效应[/font] 以重点领域为突破口，瞄准市场需求广、领域带动效果明显的惯性传感器、环境传感器等产品进行重点投入，鼓励企业并购重组，加快进军高端传感器市场 加快建立并落实信息安全保障体制，加强信息保护技术研发，建立安全风险等级评估体系。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]作为整个物联网的末端，传感器具有最大的潜在需求。国内传感器行业对进口的巨大依赖已成为中国物联网发展的瓶颈。只有国内企业实现传感器的国产化才能提升整个产业的整体实力，才能实现加快物联网产业的飞速发展。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt]未来[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]传感器将朝着高性能、低成本、低功耗技术水平发展。关键技术包括新材料新功能传感器、单芯片集成传感器和微处理系统的[/font]MEMS芯片、支持微处理器信息处理和存储的智能化传感器、适应各类特殊环境的高精度传感器等技术。[/size][/font][font=微软雅黑][size=10.5000pt][font=微软雅黑]当前技术水平下的传感器系统正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展。今后，随着[/font]CAD技术、MEMS技术、信息理论及数据分析算法的继续向前发展，未来的传感器系统必将变得更加微型化、综合化、多功能化、智能化和系统化。[/size][/font]

[align=center][/align]随着人们生活水平和经济水平的提高，汽车已成为每个家庭的必不可少的交通工具。但是，汽车尾气污染问题是我们现在面临的一个严重的环境问题。汽车每年排放的有害排放量是其自身重量的三倍。 英国环境保护协会曾经发布了一份研究报告，每年因空气污染而死亡的英国人比在交通事故中丧生的人高10倍。在汽车发动机燃烧后排放到空气中的气体主要包括二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、 碳氢化合物、二氧化碳等。废气的排放直接导致环境污染，危害人体健康。污染严重的区域导致“酸雨”的形成，从而造成土壤、水源的污染，影响空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量，破坏农作物和森林植被并腐蚀建筑物。汽车尾气排放的有害物质不仅增加了空气污染，而且破坏了环境的生态平衡。更重要的是，这些污染物将在一定条件下产生二次污染-光化学烟雾，这不仅使人们看不到远处的任何东西。它也使人流眼泪、呼吸困难甚至呕吐。对于年幼的孩子来说，他们自己的免疫系统尚未完全发育，免疫力很低，在受污染的环境中，孩子比成年人受到的伤害更大。汽车尾气是铅的重要来源，孩子的身高大约等于汽车尾气的高度。如果小孩站在汽车后面或有更多汽车，那么他将直接吸入有害气体，因此小孩更容易受到汽车尾气的影响。在许多大中型城市中，汽车的数量实际上已经“超载”，汽车排气控制和治理已成为世界上的重要问题。因此，汽车发动机排放的尾气监测已成为环境监测的重点之一，包含易燃易爆、有毒有害气体的监测，工采网代理多种类型的气体传感器，这些气体传感器可以用于检测汽车尾气排放。英国GSS 高速响应红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器) - SprintIRSprintIR 是一款高速响应 红外CO2传感器（20Hz）高速检测（20Hz）,测量范围从 0 到 100%；英国GSS 低功耗HVAC专用红外二氧化碳传感器- COZIR-A红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器)COZIR-A 是具有低功耗（3.5mW）的高性能 CO2传感器，是应用于电池供电产品和便携式设备的理想选择；日本figaro 民用电化学一氧化碳传感器 - TGS5042一氧化碳可检测浓度高达1%，操作使用温度范围广(-5˚ C ~ 55˚ C)；对干扰气体灵敏度很低。这种传感器具有使用寿命长，长期稳定性好，精度高。工采网建议大家在开车的时候要注意车内通风，使得车内空气可以循环，从而防止汽车排除的废气将再次回收到汽车，被人体被吸收。

电调制非分光红外(NDIR)气体传感器 本文介绍一种采用电调制红外光源的新型红外气体传感器。该传感器通过采用电调制红外光源，省却了传统方法中的机械调制部件；同时采用了高精度干涉滤光片一体化红外传感器以及单光束双波长技术，配合易拆卸的镀金气室及数据采集系统，可以实现SO2、NO、CO2、CO、CH4、N2O等气体的实时测量。一 前言 NDIR红外气体分析仪作为一种快速、准确的气体分析技术，特别连续污染物监测系统（CEMS）以及机动车尾气检测应用中十分普遍。国内NDIR气体分析仪的主要厂家大都采用国际上八十年代初的红外气体分析方法，如采用镍锘丝作为红外光源、采用电机机械调制红外光、采用薄膜电容微音器或InSb等作为传感器等。由于采用电机机械调制，仪器功耗大，且稳定性差，仪器造价也很高。同时采用薄膜电容微音器作为传感使得仪器对震动十分敏感，因此不适合便携测量。随着红外光源、传感器及电子技术的发展，NDIR红外气体传感器在国外得到了迅速的发展。主要表现在无机械调制装置，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。二 NDIR气体分析基本机理 当红外光通过待测气体时,这些气体分子对特定波长的红外光有吸收,其吸收关系服从朗伯--比尔(Lambert-Beer)吸收定律。设入射光是平行光,其强度为I0,出射光的强度为I,气体介质的厚度为L。当由气体介质中的分子数dN的吸收所造成的光强减弱为dI时,根据朗伯--比尔吸收定律: dI/I=-KdN，式中K为比例常数。经积分得:lnI=-KN+α (1) ， 式中:N为吸收气体介质的分子总数 α为积分常数。显然有N∝cl,c为气体浓度。则式(1)可写成: I=exp(α)exp(-KN)=exp(α)exp(-μcL)=I0exp(-μcL) (2)式(2)表明,光强在气体介质中随浓度c及厚度L按指数规律衰减。吸收系数取决于气体特性,各种气体的吸收系数μ互不相同。对同一气体,μ则随入射波长而变。若吸收介质中含i种吸收气体,则式(2)应改为:I=I0exp(-l∑μi ci) (3) 因此对于多种混合气体，为了分析特定组分，应该在传感器或红外光源前安装一个适合分析气体吸收波长的窄带滤光片，使传感器的信号变化只反映被测气体浓度变化。 以CO2分析为例，红外光源发射出1-20um的红外光，通过一定长度的气室吸收后，经过一个4.26μm波长的窄带滤光片后，由红外传感器监测透过4.26um波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度，三 电调制NDIR红外气体传感器关键技术 在设计传感器的光学系统部分时，为了减少红外传感器微弱信号的衰减以及外界信号干扰，将前置放大电路也一并放在光学部件上，并采取了一定的电磁屏蔽措施。为了使气体红外吸收信号具有较好的分辨率，在进行结构设计时,红外光源、气室、红外探测器应设置在同一光轴上。此外为了使得信号足够大，可以使用椭圆型或抛物线型反射镜。红外光源由稳流供电,供电电压和电流根据使用的光源不同而不同。工作时,传感器根据预先设定的调制频率发出周期性的红外光，红外光源发出的红外光通过窗口材料入射到测量气室,测量气室由采样气泵连续将被测气体通入测量气室,气体吸收特定波长的红外光,透过测量气室的红外光由红外探测器探测。由于调制红外光的作用红外传感器输出交流的电信号，通过其后的前置放大电路放大后在一次经过高精密放大整流电路，得到一个与被测气体浓度对应的直流信号送入测控系统处理。红外传感器内有温度传感器探测其工作环境温度。红外传感器信号经过测控系统,并经数字滤波、线性插值及温度补偿等软件处理后,给出气体浓度测量值。采用了以下关键技术：1.红外光源及其调制pulsIR,reflectIR等新型电调制红外光源等，升降温速度很快.红外光源发射窗口上安装有透明窗,一方面可以保证发射的红外光波长在特定范围内,适合于对常规的气体如CO2、CO、CH4、NO、SO2等气体进行测量。此外也可以阻止外界环境对光源温度的影响。2.镀膜气室采用气室与外支撑分离的结构，安装时只需将气室固定安装在支撑结构的中心即可。此种结构设计保证了该部件易于装卸﹑更换；同时由于与外支撑分离，进一步减小了外界条件的影响，使仪器能适应复杂环境下工作。此外原来一些需要较长气室的传感器，采用以往方法加工镀膜工艺十分困难，采用此法后将十分容易，成本也将大大降低。传统气室采用了与外支撑一体化设计，具有制造容易﹑安装方便等优点，但受外界温度波动影响较大；其次，由于被分析气体成分复杂，具有一定的腐蚀性，如SO2﹑NOx等，长时间使用后气室极易被污染，直接影响测量精度。3.红外探测器红外探测器，NDIR气体传感器的核心部件，测量精度很大程度取决于传感器的性能高低。本研究采用高灵敏度红外传感器，例如TPS2534Gx/Gy,TPS4339Gw/Gx/Gy/Gz,在其封装上固定安装有针对不同气体的窄带干涉滤光片,可以实现对不同气体的测量。为了确保红外探测器得到较强的稳定信号，可以设计一种红外探测器定向轴，即使在前置放大板上焊接的红外探测器位置有一定的偏差，本传感器也可确保与红外光源和气室位于同一光学中心轴上。 红外探测器接收红外光产生的信号十分微弱，极易受外界的干扰，因此稳定可靠的前置放大电路是关键，最好采用高精密、低飘移的模拟放大电路，并采用窄带滤波电路。前置放大电路具有精度高、漂移小、响应快的特点。前置放大出来的信号通过二级放大电路，直接输出一个与气体浓度对应信号，并送入测控系统，通过非线性校正和补偿后得到气体浓度。4、 传感器测控系统 为了实现NDIR气体传感器的测量、控制以及自动标定等功能，需要一个合适的微控制器来管理传感器。传感器测控系统 通过采集红外输出信号及测量标准气体曲线，采用非线性校正算法可以直接得到测量气体的浓度。通过采用以上技术，NDIR红外气体传感器的结构比以往仪器将大大简化，仪器功耗也大幅度降低（只有以往的1/4），传感器的成本也不到以往技术的1/4。此类传感器可以实现模块化和标准化，因此更加适合在我国广泛使用。

ADS7041IDCUR是一款高性能、低功耗、小尺寸的10位模数转换器(ADC)，专为空间受限和电池供电的应用而设计。该器件具有1MSPS的转换速率，支持从1.65V到3.6V的宽模拟输入电压范围，以及从1.65V到3.6V的宽数字电源范围，使其能够灵活地与各种主机控制器直接连接。[align=center][img=ADS7041IDCUR低功耗小尺寸模数转换器(ADC)TI德州仪器,368,304]https://www.ldteq.com/public/ueditor/upload/image/20240529/1716945280873112.png[/img][/align][b]　　主要特性：[/b]　　- 低功耗： 在1MSPS和1.8V AVDD时功耗仅为189μW，在1MSPS和3V AVDD时为600μW，而在100kSPS和3V AVDD时仅为60μW，甚至在1kSPS和3V AVDD时功耗低于1μW，这使得ADS7041成为业界第一款具有毫微瓦功耗的SAR ADC。　　- 小尺寸： 采用X2QFN-8封装，封装尺寸仅为2.25mm2，是业界最小的SAR ADC之一。　　- 高性能： 提供10位分辨率，无丢码(NMC)，最大±0.8 LSB的积分非线性(INL)，最大±0.7 LSB的差分非线性(DNL)，以及在3V AVDD时的61dB信噪比(SNR)和-75dB的总谐波失真(THD)。　　- 宽工作范围： 工作温度范围为-40°C至125°C，AVDD和DVDD的电压范围均为1.65V至3.6V。　　- 单极输入范围：输入范围为0V至AVDD，并集成了偏移校准功能。　　- 串行外设接口(SPI)兼容：提供14MHz的SPI兼容串口，由CS和SCLK信号控制，输入信号在CS下降沿进行采样，SCLK用于转换和串行数据输出。[b]　　应用领域：[/b]　　ADS7041IDCUR适用于多种低功耗数据采集应用，包括电池供电的手持设备、液位传感器、超声波流量计、电机控制、可穿戴健身器、便携式医疗设备、硬盘和血糖仪等。其低功耗和小尺寸特性使其成为便携式和可穿戴设备的理想选择。　　[b]产品型号[/b]：ADS7041IDCUR 　　ADS7041IDCUT 　　ADS7041IRUGR[font=宋体][size=14px]深圳市[url=https://www.ldteq.com/]立维创展[/url]科技有限公司，专注于[/size][/font][url=https://www.ldteq.com/brand/57.html]TI 德州仪器[/url][font=宋体][size=14px]品牌高端可出口产品系列新品产品，并备有现货库存，可当天发货。[/size][/font]

[color=#333333]近年来，环境污染一直都是大家关注的话题，环境污染的严重化导致了空气净化等相关市场的快速发展，而且到目前为止净化产品市场已逐渐趋于饱和状态，但是对于产品性能依然是用户最主要的选择，而在性能方面，[/color][url=http://www.isweek.cn/category_5.html]传感器[/url][color=#333333]则占据了核心地位。环保需求日益迫切，气体传感器的环境监测成为环保的迫切需求，加之传感器技术本身的不断发展，正推动环境监测有望成为物联网垂直领域中率先落地的亮点应用之一。气体传感器除了监测环境以外还广泛应用于工业、生活的各个领域，如石油、化工、钢铁、冶金、矿山、市政、医疗、食品等诸多领域。近年来，随着互联网与物联网的高速发展，气体质量流量传感器在新兴的智能家居、可穿戴设备、智能移动终端等领域的应用突飞猛进，大幅扩展了应用空间，需求量也发生数量级的改变。[/color][color=#333333][url=http://www.isweek.cn/category_12.html]气体质量流量传感器[/url]是一种常用的流量测量仪器，主要针对于空气、氮气、氢气、天然气、过氧化氢、甲烷、丁烷、氯气等进行测量。对蒸汽、氮气、二氧化碳、氢气等测量的 气体流量计的校准要求在不断增加。由于采用这些气体进行大规模校准的设施并不多，因此采用另一种流体进行校准几乎是唯一的选择，且在许多情况下是一种合理的、可替代的选择。如果流动条件可以估算出来，那么就可以在与操作条件不同的条件下对气体流量计进行校准，估算流动条件所采用的参数通常为关于该气体流量计入口直径的雷诺数。针对空气净化监测问题工釆网推出来了专为普通气体流量监测开发的产品：[url=http://www.isweek.cn/82.html]气体质量流量传感器 - FS4000[/url]。气体质量流量传感器FS4000系列是采用世界领先的微机电系统流量传感器技术和智能电子控制MEMS技术，具有灵敏度高、零点稳定度高、全量程高稳定性、高精度、优良重复性、低功耗、低压损、响应时间快等特点，不仅适用于净化空气或氮气流量监控，还可用于环境采样器（如色谱分析仪器等），其中FS4003气体质量流量传感器管道内径为3mm，成本低测量范围最大到5SLPM适用于粒子计数器和各类分析仪器。而管道内径为8mm，测量范围最大到50SLPM可用于麻醉设备、洁净气体检测，如：空气采样机，气体分析仪等。另一方面采用多种模式输出RS232/RS485/模拟电压0.5V~4.5V，用户可以随意对输出信号进行获取开发，快速的响应时间10ms同时可以实时监测瞬时流量，其中最大工作压力可达5bar，能应用到许多场合，机身质量也只有70g，方便用户做进一步开发利用。关于气体传感器的发展也将和其它传感器一样，[url=http://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]的发展的趋势也将是微型化、智能化和多功能化。其中纳米、薄膜技术等新材料制备技术的成功应用为气体传感器实现新功能提供了条件。利用MEMS技术帮助实现传感器尺寸小型化，进而研究多气体传感器的集成以实现多功能化。而气体传感器与数字电路的集成则将成为实现智能化的必然途径。小型化智能化的气体传感器将成为激活市场的新亮点。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 http://news.isweek.cn/?p=4605[/color]

固体光图像传感器的器件技术的开展现状与趋向　　1、固体光摄像器件—理想的星载光图像传感器　　固体光电子图像传感器技术包括可见光硅图像传感器和短波、中波和长波红外焦平面阵列技术。由于图像传感器器件的不时开展，目前的固体图像传感器从可见光和近红外波段的CCD器件开展到了短波、中波和长波红外焦平面阵列。与星载反束光导摄像管相比起来，由于固体图像传感用具有一系列优点，十分适用于用作空间星载图像传感器，如：　　(1)体积小，重量轻;　　(2)无图像扭曲;　　(3)光响应工作波段宽，可见光硅CCD和CMOS图像传感器的光谱响应可从紫外区延伸到红外区，而红外焦平面的光谱响应波段掩盖了从1mm～14mm和远红外更宽的电磁波谱区;　　(4)高分辨率，可在焦平面上集成数十万、百万乃至千万像元的大格式阵列、完成大视场空间传感器;　　(5)同焦平面信号处置，像CCD、CMOS和各种红外焦平面阵列器件，由于微型加工技术的开展，可采用混合式或单片集成方式把焦平面上光电转换的焦平面探测器阵列与信号处置电路集成微小的集成电路块，完成同焦平面信号处置;　　(6)采用电子自扫描或注视工作形式工作，简化和完整取消机械扫描，完成系统小型化和微型化;　　(7)低功耗工作，数伏电压下即可工作;　　(8)低本钱;　　(9)牢靠性高。　　总之，小型化的小体积、轻重量、低功耗、低价钱和高性能、高牢靠性的固体空间光图像传感器为空间系统的设计和应用提供了极大的灵敏性。　　2、可见光固体图像传感器　　可见光固体图像传感器已使成像技术完成了小型、低功耗、低本钱和便携式应用、使成像系统技术了发作了反动性的变化。虽然迄今为止已开展了多种固体摄像器件，但是CCD器件和已在快速开展的CMOS图像传感器却占领了整个该范畴的95%的份额，CMOS是继CCD之后的后起之秀。　　(1)图像传感器件　　CCD图像传感器件技术已开展了三十多年，早已是成熟和提高应用到各种军用和民用系统的器件，在红外焦平典型面阵列技术适用化之前很长一段时间极受军用注重，目前仍在可见光波段普遍采用。　　①像元集成度：摄像阵列像元的几是摄像系统分辨率性能的关键性要素，目前的CCD器件已可依据系统应用目的请求同芯片集成或多芯片拼接，或多器件组合成恣意像素数的器件。　　· 线阵：常用单芯片像元集成度为512、1024、2048、4096、5000、7450和8000等;多芯片像元集成是用二个或多个单线阵芯片组合起来构成数万像元的专长线阵列，常用作星载或机载多光谱传感器;　　· 时间延迟与积分(TDI)阵列：常用的单芯片是2048×96、2048×144和4096×96的阵列;多芯片是用多个单芯片拼合起来，常用作星载或机载推帚式扫描传感器，加拿大的DLSA公司制造的这种传感器在全球很有名;　　· 面阵列：大格式阵列像元集成度为1024×1024、2048×2048、4096×4096 少数如科学研讨和天文应用方面阵列达7000×9000、8192×8192和9126×9126元，最大的9126×9126元阵列是美国Farchild Imaging公司研制的;　　②像元尺寸：CCD的像元尺寸不能太小，过小将影响曝光性能，目前的大格式阵列像元尺寸已小达7.0mm×7.0µm;　　③灵活度，通常为几个Lux~Lux-1，加上加强器处于微光工作形式时为Lux-3;采取冷却时为Lux-5~Lux-7;　　④分辨率：大型阵列通常的电视分辨线为1000×1000TV线，依据系统请求可更高，光学尺寸通常为2/3、1/2、1/3、1/4in.，目前最小已做到1/7in.。　　(2)CMOS图像传感器件　　由于CMOS图像传感器件与CCD相比功耗更低，可完成极高帧速工作和低本钱化，.本钱仅为CCD的1/4，因此开展极快，可能最终在某些范畴取代CCD。　　① 像元集成度：由于器件技术的停顿，目前的像元集成度常用的为几十万到100万像素，如512×480和1280×1000，已能制出4096×4096和6144×6144元的阵列;　　② 像元尺寸：由于制造技术的不时改良，像元尺寸已可小达3.3mm×3.3mm;　　③ 高灵活度：在近红外光谱区(900nm)光电转换效率高达50%;　　④ 宽动态范围：CMOS的动态范围通常为60dB以上，已到达170dB;DALSA CMOS-1M28/1M751024×1024元摄像机的动态范围也高达1,000,000:1。　　⑤ 高帧速和超高帧速：随着CMOS图像传感器技术的开展，2003年中不时报道了高帧速和超高帧速CMOS图像传感器，美、日公司在高帧速工作方面获得了显著的停顿.。DALSA和红湖公司的CMOS图像传感器帧速居然高达100000frame/s。　　⑥ 功耗：CMOS最明显的特性是低功耗，目前高帧速工作时仅为50mW。　　(3)趋向　　CMOS图像传感器是目前和将来该范畴正在开展中的主流技术。CCD主要是在应用上想方法，依据不同的应用目的和系统设计计划组合应用。由于CCD图像传感器技术极为成熟， 预期最终CMOS图像传感器难以取代CCD图像传感器，将是二者长期共存的场面。但是， CMOS图像传感用具有本钱低、集成度高、低功耗的突出优点，假如再处理了影响性能和图像质量的噪声问题，CMOS就将成为极佳选择。　　3、红外焦平面阵列　　红外焦平面阵列技术的开展已惹起了商界和军界军火商的极大关注。红外焦平面阵列技术对军事配备更新换代的深远影响正在改动现代战场作战的特性和概念。　　刚完毕的伊拉克倒“萨”战争再次显现了在现代战争

[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]

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

明渠流量计是在非满管状敞开渠道中测量自由表面自然流的流量仪表，在生产和生活产生的废水污水排放量计量中应用广泛。当前，准确计量污水、废水排放量，是实现节能减排的重要环节之一。传统的接触式明渠流量计与 污水介质直接接触，在长期使用后导致传感器结垢或腐蚀，影响测量的准确性。超声波明渠流量计，采用非接触测量方式，避免被测介质对传感器的腐蚀，提高了测 量的可靠性，尤其适合对污水流量的测量，但是液位面的波动影响了测量精度。同时污水排放口一般位于厂外，环境较差，缺少外部电源。针对以上问题，本文提出了一种双路低功耗明渠流量计设计方法，采用2个超声波传感器测量流量槽内不同位置的液位，通过MSP430单片机计算出当前的流量。1、测量原理明渠流量的测量，一般采用流量槽装置，常见的有文丘里槽、巴歇尔槽。巴歇尔槽是由文丘里槽改进而成，在精度及实用性等方面，比文丘里槽要好些，而且能使流体在槽内流动速度加快，使流体中的固体颗粒不易沉淀和堆积。因此，常采用巴歇尔槽测量明渠流量。1.1、巴歇尔槽的结构http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203081.png图1巴歇尔槽结构图巴歇尔槽的具体结构如图1所示，为矩形横断面短喉道槽，由喉道上游均匀收缩段、喉道段和喉道下游均匀扩散段组成。由于实验条件的限制和实际需要，选用喉道为0.051m的巴歇尔槽进行研究。1.2、流量测量原理巴歇尔槽流量的理论计算公式为：http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203082.png（1）式中，Cv是流速系数；Ce是取决于摩擦和涡流的系数；b是喉部宽度；h是巴歇尔水槽上游侧的测量液位。实际应用时准巴歇尔槽的流量测量经验公式为：http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203083.png（2）对于一定喉部宽度的槽，b为常量，令http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203084.png（3）http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203085.png（4）则有http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203086.png（5）由式（3）知，流量qv只与液位高度h有关。因此，只需采用超声波传感器测量出巴歇尔槽的液位高度，通过单片机就可以计算出通过槽内的流量。2、系统设计整体电路结构包括两个超声波传感器、信号处理模块、单片机、液晶显示模块、电源模块以及通信模块（如图2所示）。http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203087.png图2明渠超声波流量计整体设计框图微处理机采用选择了TI公司的MSP430F413单片机作为核心，通过16位AD7705芯片采集2路超声波传感器信号，得到液位h1，h2，因此槽的液位高度为http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203088.png由式（5）计算出流量，同时计算累积流量。液晶显示模块采用液晶双列显示屏幕，同时显示瞬时流量和累积流量。总线通讯接口采用CAN总线通讯接口（如图3所示），与远程管理计算机的数据传输，实现对瞬时流量、累积流量、液位及仪表工作状态等参数的监控。http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/62203089.png图3明渠超声波流量计CAN总线接口电路电源模块采用双电源驱动。当外接电源时，系统由外接电源供电。当外接电源断开时，仪表内置电池自动开始给供电。3、实验研究http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/622030810.png图4实验装置示意图实验校准装置在中国计量学院水流量实验室进行（如图4所示），在超声波明渠流量计的直管段上游较长距离处，安装一个0.2级的电磁流量计，作为实验的标准表，用来对超声波明渠流量计进行校准。实验数据如表1所示，实际流量表示标准表的流量显示值，显示流量为明渠流量计显示的流量值，从表1中可以看出瞬时流量最大误差在2％以内。http://mq.llybw.com/up_files/image/Article/2013/11/26/622030811.png4、结束语本文提出了一种双路低功耗明渠流量计设计方法。实验结果表明，流量精度明显优于《国家环境保护行业标准》中超声波明渠污水流量计相关指标。系统实际工作电流为40mA，静态电流为10μA，能够采用电池供电。

传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 作为传感网的基础元件，在今后将有十分广阔的发展前景。目前新型传感器技术包括固态硅传感器技术、光纤传感器技术、生物芯片技术、基因芯片技术、图像传感器技术、全固态惯性传感器技术、多传感器技术等在这一领域，重点发展新原理、新效应的传感技术，传感器智能技术，传感器网络技术，微型化和低功耗技术，以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。国内经营传感器的仪器仪表供应商也在增多。“十二五”将以智能传感器作为重点，进行关键技术攻关。在这一领域，重点发展新原理、新效应的传感技术，传感器智能技术，传感器网络技术，微型化和低功耗技术，以及传感器阵列及多功能、多传感参数传感器的设计、制造和封装技术。

描述：CXOXULP 32.768 kHz振荡器实现了与音叉设计相当的低功耗，以及由AT切割晶体设计获得的快速启动和紧密的频率稳定性。这些振荡器专为要求超低电流(12 μ A)和快速启动时间(5 ms)的应用而设计，在宽温度范围(-55℃至+125℃)和高冲击生存能力下提供紧密的频率稳定性。频率范围：32.768 kHz封装体积：[font=Lato, sans-serif][size=15px][color=#3a4459]3.2 x 2.5[/color][/size][/font]mm温度范围：-55℃至125℃订购：[img=image.png]https://www.ldteq.com/public/ueditor/upload/image/20231229/1703832659426917.png[/img]特性：超低电流(典型12μA)快速启动(典型5毫秒)紧公差高抗冲击性低老化CMOS输出可选输出启用/禁用三状态低电磁干扰发射密封陶瓷包装全面的军事测试在美国设计和制造应用：军事、航空航天和航空电子设备通信导航全球定位系统(GPS)工业，计算机和通信手持设备应答器/动物迁徙医疗测试诊断设备手持设备[font=微软雅黑, &][color=#333333]Statek公司专注于研发、生产超薄、超小型石英晶振、贴片晶振、石英晶体、有源振荡器、温补晶体振荡器和传感器等产品。立维创展为您提供Statek产品线。[/color][/font]

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。

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。

为了保证传感器的精度和系统的完整性，气体传感器需要被标定。传感器固定安装位置是很重要的，位置必须使标定容易完成。标定的时间间隔依传感器的不同而不同。通常，传感器的制造厂商将建议传感器的标定的时间间隔。然而，在传感器安装后的三十天，按照惯例应频繁的对传感器进行检查。在这个周期内，观察该传感器是否适合新的环境。 同样，厂家并没有在系统的设计中说明传感器性能影响的因素。如果传感器的功能作用能连续大约三十天，说明安装的可信度很高。在这段时间里，任何可能的问题都可确认和修改。经验说明：传感器第一次安装后三十天，按照操作的希望值，完成传感器的各种功能。大多数问题如传感器位置的不适合、其他气体的干扰、密度的降低，在这段时间里将会出现。在前三十天，传感器应做周检察。而后，制定维修计划包括标定的时间间隔。正常情况下，每月标定足以满足传感器的效率和灵敏度，同时月检察也能保证传感器的精度。传感器的标定方法和过程被立即确定。标定的过程简单、直接、容易。这种标定是一种简单的安全检查，不象实验室分析仪要求很高的精度。为了某一区域气体的质量和安全，要求气体的监视仪满足简单、可重复和经济。标定的过程将具有一致性和追溯性。标定的过程将在传感器安装的现场完成。 气体传感器的标定包括两步骤：首先是"零点"设置；然后是"量程"的标定，步骤1："零点"设置 定义气体的零点没有确定的标准。许多分析过程，包括一些特殊的分析过程如EPA方法，都使用纯氮或纯人造气体来建立零点。这是因为这种瓶装氮气和人造气体容易获得。由于这个原因，人们普遍认为使用瓶装氮气和人造气体是传感器零点设置的一种好方法。不幸的是，这种方法不太准确。通常空气中除了含有氮气和氧气外，还含有微量的其他气体。同样，周围的空气中含有很小百分数的水蒸气。因此，假设该区域的空气是清新的，使用周围的空气作为传感器的零点具有现实和实践意义。这个参考点依建立的不同而不同。因此，区域内传感器的一个好参考点，总是认为该区域的空气清新，如某一办公室区域。这将给出更接近现实的零点，因为它将代表安装周围空气条件。水蒸汽的缺乏可能引起设定零点的数字低于传感器周围空气的零点数既零点漂移。这就是固态型传感器和光电离探测器使用时值得注意的地方。 标定的方法。考虑到所有因素，如传感器的型号和应用条件，应遵循以下建议的标定方法： A． 根据操作人员的判断，传感器周围的气体是清新的，没有非正常条件存在，这时，仪表的指示接近零（读数），零点设置的过程可以跳过。当出现疑问时，可使用塑料袋来得到一些在传感器周围认为是"清新"的空气。这是一个非常快而容易的过程。这种方法对于区别真报警和误报警是非常有效的。 B．压缩空气有一优点就是，气体在瓶中容易控制并容易携带。通过设备很容易、方便的得到空气。这种空气中含义少量的氮氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和一些其他干扰气体。然而，这种气体的特点是湿度低，解决的办法是在采样系统中使用带有活性碳的过滤器，过滤掉所使用的潮湿气体中不想要的气体和水蒸汽。经过这个过程，才可以使用该气体对各种型号的传感器进行标定。然而，值得注意的是一氧化碳气体并不能通过带有活性碳的过滤器而滤掉。 因此，规则规定：气瓶中的一氧化碳含量必须与周围环境气体的含量相同。此外，使用苏达灰过滤器可以滤出一氧化碳。由于在采样系统管线上使用苏达灰过滤器可以滤出一氧化碳，所以此方法是二氧化碳传感器零点设置的好方法，很容易获得基本的零点。虽然人造气体通常是非常纯，但是它不能用于固态型传感器和光电离探测器，因为这类传感器要求在采样的气体中含有一些水蒸汽。这个问题解决的简单办法是，在采样系统管线上使用潮湿的薄绵纸。它的作用是使采样流中潮湿，对传感器有足够的水蒸汽。另外可选择使NAFION管，其描述在第十章"采样系统和设计"说明此概念。 标定气--控制器--NAFION干燥管或加湿材料--到传感器

MEMS传感器行业是一个新兴的行业，在中国商业化的时间不到10年，而在全球也只有20余年的产业化历程。MEMS传感器代表了未来传感器的发展方向，具有体积微小、低功耗、一致性高等特点，可大批量、低成本制造，大大拓宽了传感器的应用领域，为智能设备的发展奠定了重要的技术基础，亦是物联网的重要组成部分。目前，MEMS传感器主要有三大细分市场，分别是：MEMS麦克风市场、MSME压力传感器市场、MEMS惯性传感器市场。[url=http://www.861718.com/shichang/show-1930.html]阅读全文请前往仪商网[/url]

一、概述： TX系列风向传感器，外型小巧轻便，便于携带和组装，三杯设计理念可以有效获得外部环境信息，壳体采用优质铝合金型材，外部进行电镀喷塑处理，具有良好的防腐、防侵蚀等特点，能够保证仪器长期使用无锈琢现象，同时配合内部顺滑的轴承系统，确保了信息采集的精确性。被广泛应用于温室、环境保护、气象站、船舶、 码头、养殖等环境的风速测量。二、功能及特点：风向传感器采用铝合金材料，使用特种模具精密压铸工艺，尺寸公差甚小表面精度甚高，内部电路均经过防护处理，整个传感器具有很高的强度、耐候性、防腐蚀和防水性。电缆接插件为军工插头，具有良好的防腐、防侵蚀性能，能够保证仪器长期使用，同时配合内部进口轴承系统，确保了风速采集的精确性。电路PCB采用军工级A级材料，确保了参数的稳定和电气性能的品质；电子元件均采用进口工业级芯片，使得整体具有极可靠的抗电磁干扰能力，能保证主机在－20℃～60℃,湿度10％─95％范围内均能正常工作。风向传感器体积小巧，法兰盘底座，携带、安装方便快捷、外观精美，测量精度高，量程宽，稳定性能好，低功耗，数据信息性度好，信号传输距离长，抗外界干扰能力强，信号输出形式多样，铝合金材料质量轻，强度高。三、产品安装方式介绍采用法兰安装，螺纹法兰连接使风向传感器下部管件牢牢固定在法兰盘上，底盘Φ65mm，在Φ50mm的圆周上开四个均Φ6mm的安装孔，使用螺栓将其紧紧固定在支架上，使整套仪器保持在最佳水平度，保证风向数据的准确性，法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。名称内部线外部线电源棕色棕色地黑色黑色信号蓝色蓝色四、技术参数展示测量范围： 8个方向/360度角使用场所： 室外防水类型： 防水 ▲ 输出信号 输出信号：电压0到5V 输出信号：电流4到20MA输入电压： 12 V DC五、输出方式两线制4-20MA电流三线制4-20MA电流0-5v电压0-10V电压RS485ZIGBEE无线RF无线GPRS无线光纤以太网WIFI网络继电器控制、报警信号

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。

现在大家的生活水平相比以往都有所提高，大家对周边的环境关注度也是越来越高的，特别是空气成分，大气是人类赖以生存的必不可少的条件之一，如果空气中全部都是有害成分的话，那对我们人体也会造成非常大的伤害的，那么有什么方式可以做到对空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量进行监测呢？这里就要提到voc传感器了，voc是评判空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量的一个非常重要的指标，中文意思就是挥发性有机物，这种物质会对人体皮肤及粘膜等造成一定程度伤害。因此人们对于VOC的认识越充分，就会越“紧张”于它的存在。可以预见，未来室内空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量评估中，对VOC监测的需求也会越来越多。这无疑会给VOC传感器带来更多的市场机会。不过和其他物联网应用相类似，室内空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]监测市场需求，也呈现出碎片化、多样化的特点。如何根据市场环境的需求和变化进化出有生存竞争力的产品，是VOC传感器厂商的必答题。一个VOC传感器产品要想在今天的市场上立足，有几个基本条件：性能好、身材小、功耗低。ams公司的经典产品CCS801就是这样一颗器件：它可感测广泛的VOC气体，提供PPB级的精度；采用2 x 3 mm的DFN封装，占板面积小；具有优化的低功耗模式，更省电，可用于便携设备；采用特殊工艺，使用寿命可达5年；提供测量CO2 和VOC的软件驱动/算法，包括相对湿度和温度的补偿，便于用户应用开发。这样的表现，使得CCS801可以满足市场上很多主流室内空气监测应用的需求，如楼宇、家庭，甚至是可穿戴设备。当然，正如前文所述，在物联网市场上依靠一颗器件“通吃”的想法是不现实的。室内空气监测市场的一个发展趋势，就是从工业和专用市场向消费级的市场渗透；而在消费电子市场，成本是一个需要优先考虑的因素。为此，ams推出了一颗低成本的CCS811[url=http://mall.ofweek.com/1897.html]VOC传感器[/url]来应对，让经典的设计“流行”起来。和CCS801VOC传感器相比，CCS811VOC传感器继承了其很多优点，如：出色的感测范围与精度、支持长达5年寿命的特殊工艺等等。而两者最大的差异在于，CCS811是一个数字VOC传感器，其内部集成了一个MCU，可以直接对VOC传感器的驱动和测量进行管理，并通过一个I2C接口与外部进行数据通信。虽然集成了更多的功能，CCS811仍然保持了相当“纤细”的身材，采用2.7 x 4.0mm的LGA封装，使得PCB占板面积可以节省60%，节省了BOM成本。同时，由于内部还集成了相应的算法，使得终端产品的开发也得以简化，进一步降低了整体的成本。想必消费类用户看到下面这个CCS811的性能清单，会非常动心。广泛的OFweek Mall传感器商城网VOC传感器感测范围内置MCU，无需外部主控MCU干预即可管理传感器驱动模式和测量、显示IAQ数值，包含RH+T补偿功能，标准I2C数字接口，与外部数据通信，集成相关算法，减少开发周期，体积小，采用2.7 x 4.0mm LGA小型封装，集成度高，减少系统BOM数量，功耗低，适用于电池供电便携应用，适用于大批量、高可靠性应用，寿命可达5年。VOC传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨位置传感器丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重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一氧化氮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]

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。

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。

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