第10章气敏传感器.ppt

应用案例1:酒精检测报警控制器 近几年，因驾驶员饮酒而引发的交通事故越来越多。以二氧化锡气敏元件为酒精传感器，用来检测驾驶员是否饮酒的检测报警器应运而生，但由于二氧化锡气敏元件不仅对酒精敏感，而且对于车内的汽油味、香烟味也同样敏感，经常造成检测报警器发生误动作而不能普遍推广使用。 本装置是酒精气味检测报警器，当驾驶员饮酒上车后，该检测器接触到酒精气味后立即发出响亮而又连续不断的“酒后别开车”的语音报警声，并切断车辆的点火电路，强制车辆熄火。 该报警器既可以安装在各种机动车上用来限制驾驶员酒后驾车，也可以安装成便携式，用来供交通人员用于交通现场，检测驾驶员是否酒后驾驶之用具有很高的实用性。 酒精检测报警控制器：当酒精气敏元件接触到酒精味后，B极的电压升高，升高的电压随检测到的酒精浓度增大而升高，这就产生了气电信号。 当该信号电压达到1.6V时，使IC2导通，语音报警电路IC3得电发出报警声，同时继电器J动作，其常闭触点断开，切断车辆点火电路，强制发动机熄火。 IC3和IC4组成语言声光报警器，IC3得电后即输出连续不断的“酒后别开车”的语音报警声，经C6输入到IC4进行功率放大后，由扬声器发出响亮的报警声，并驱动LED闪光。 应用案例2:厨用气体监测装置控制器 这种厨用气体监测装置可在一氧化碳等有害气体超过规定值时自动接通排气扇电源，并发出声光报警信号，待有害气体浓度降到标准值以下时即切断电源。 在通常情况下，QM-N5型半导体气敏传感器呈现的电阻值较高，一旦接触到可燃性气体，该器件两端的电阻迅速降低，从而使R1两端的电压随之上升。 当该电压达到由一半LM358双运放组成的迟滞比较器的上限电压时，LM358的1脚由低电平转为高电平。1脚输出的高电平一路经LED1和R6驱动VT1导通，使继电器吸合接通换气扇电源；另一路经R7使IC4的4脚变为高电平。由IC4组成的多谐振荡器起振，驱动扬声器发出声音，同时LED1的闪光也可兼作报警用。 气敏元件在刚接通电源时，即使在新鲜空气里，它的测量电极也会输出一定幅值的电压。所以，电路中由另一半LM358组成延时电路。刚接通电源时，由于C5作用，IC3的6脚为低电平，因此比较器的输出端即IC3的7脚输出高电平，驱动VT2导通，将IC2的3脚对地短路，此时报警电路将不会产生误动作。 当IC3两端的电压通过R13充电逐渐升到约2/3电源电压时，该比较器将输出低电平，解除对IC2的3脚的封锁。 应用案例3:烟雾报警器 整个电路分为电源、检测、定时报警输出三部分。 烟雾检测检测器件所需的10V和5V直流电源由三端稳压器7810、7805供给。 AB间的电阻，在无烟环境中为几十千欧，在烟雾环境中阻值可下降为几千欧。当检测到有烟雾时，IC1通过RP1所取得的分压随之增加，比较器IC1便迅速翻转，使VT2导通。IC2在IC1翻转之前输出高电平，因此VT1也处于导通状态。只要IC1一翻转，输出端便可输出报警信号。输出端可接蜂鸣器或发光器件。 IC1翻转后，由R3、C1组成的定时器开始工作。当电容C1补充电压达到阈值电位时，IC2翻转，则VT1关断，停止输出报警信号。烟雾消失后，比较器复位，C1通过IC1放电。 应用案例4:可燃性气体检测原理图 U257B是一种条形驱动器集成电路，驱动器的输出量（LED点亮只数）与输入量（输入电压）成线性关系。发光二极管被点亮的只数，主要取决于输入端7脚电位的高低。 通常7脚电压低于0.18V时，其输出端2-6脚均为低电平，LED1-LED5均不亮。 当IC的7脚电位等于0.18V时，LED1点亮； 7脚电压为0.53V时，则LED1与LED2均点亮； 7脚电压为0.84V时，则LED1-LED3均点亮； 7脚电压为1.19V时，则LED1-LED4均点亮； 7脚电压为2V时，则LED1-LED5均点亮 应用案例5:家用煤气(CO)安全报警电路 一部分是煤气报警器，在煤气浓度达到危险界限前发生警报 另一部分是开放式负离子发生器，其作用是自动产生空气负离子，使煤气中主要有害成分一氧化碳与空气负离子中的臭氧(O3)反应，生成对人体无害的二氧化碳 纯净的二氧化锆在常温下属于单斜晶系，随着温度的升高，发生相转变。在1100℃下，为正方晶系，2500℃下，为立方晶系，2700℃下熔融，在熔融二氧化锆中添加氧化钙、三氧化二钇、氧化镁等杂质后，成为稳定的正方晶型，具有莹石结构，称为稳定化二氧化锆。并且由于杂质的加入，在二氧化锆晶格中产生氧空位，其浓度随杂质的种类和添加量而改变，其离子电导性也随杂质的种类和数量而变化。 在二氧化锆中添加氧化钙、三氧化二钇等添加物后,其离子电导都将发生改变。尤其是在氧化钙添加量为15％mol左右时,离子电导出现极大值。但是，由于二