简易可燃气体报警器.ppt

第一页，共二十页，2022年，8月28日 前 言 1 气敏传感器 2 实验内容 3 总结与展望 4 目 录 第二页，共二十页，2022年，8月28日 前 言 广义的说，传感器（Transducer或Sensor）是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件或装置。 可燃性气体检测报警装置广泛应用在国民经济的各个领域，同时在人们的日常生活中，在保证家庭安全方面也起到了不可忽视的作用。 基于对传感器的兴趣以及可燃性气体在保证家庭安全方面的作用，我们小组现做出一种简易可燃气体报警器。 第三页，共二十页，2022年，8月28日 气敏传感器 概念： 气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。 分类： 半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时，产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。 第四页，共二十页，2022年，8月28日 气敏传感器 表 半导体气敏元件的分类 第五页，共二十页，2022年，8月28日 半导体气敏传感器的机理 ： 半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。 当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻值增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，则载流子增多，使半导体电阻值下降。 第六页，共二十页，2022年，8月28日 图 N型半导体吸附气体时器件阻值变化图 第七页，共二十页，2022年，8月28日 半导体气敏传感器类型及结构： 电阻型半导体气敏传感器 图 气敏半导体传感器的器件结构 (a) 烧结型气敏器件； (b) 薄膜型器件； (c) 厚膜型器件 第八页，共二十页，2022年，8月28日 这些器件全部附有加热器，它的作用是将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，从而提高器件的灵敏度和响应速度。 由于加热方式一般有直热式和旁热式两种，因而形成了直热式和旁热式气敏元件。 直热式 旁热式 第九页，共二十页，2022年，8月28日 气敏传感器应用： 半导体气敏传感器由于具有灵敏度高、响应时间和恢复时间快、使用寿命长以及成本低等优点，从而得到了广泛的应用。 按其用途可分为以下几种类型：气体泄露报警、自动控制、自动测试等。 第十页，共二十页，2022年，8月28日 实验内容 一、实验目的 加强对《传感器原理及工程应用》中所学知识的理解；锻炼自己的动手能力；提高自己的学术修养和学习兴趣；培养严谨的实验态度。 通过学习传感器及其相关知识，意识到传感器是一种十分有用的器件，故选择了气敏传感器，制作一件简易的家庭可燃性气报警器。 二、实验准备 通过调研，我们知道可燃性气体检测用传感器又称为气体传感器或气敏元件 主要用于气体的检测，并进行自动控制及安全报警。 在家庭中则主要用于煤气报警及火灾报警。 本实验用到的气敏元件是半导体气敏传感器。 第十一页，共二十页，2022年，8月28日 三、实验设计思路及设计电路图 所做的简易可燃气体报警器是借助所学的传感器和相关电路知识利用半导体气敏传感器来检测可燃性气体并发出相关的警报。 家庭燃气报警器的组成如下图所示。洁净空气中,气敏传感器的电阻较大,在电阻R上的输出电压较小;而当检测到泄漏的燃气时,气敏传感器的电阻变小,R上的输出电压增大,超过规定浓度时,驱动报警电路发出声光报警。 第十二页，共二十页，2022年，8月28日 根据相关知识，对此结构图进行简化，设计出如下的电路图： QM-5：半导体气敏传感器 RP1：可调电阻 VS1：晶闸管 HTD：蜂鸣器 第十三页，共二十页，2022年，8月28日 气敏传感器：QM-5 QM-5 是半导体气敏传感器，旁热式气敏器件 适用气体:液化气、甲烷、煤气探测范围:300～10000ppm特征气体:1000ppm异丁烷 敏感体电阻:1KΩ～20KΩ 响应时间:≤10s恢复时间:≤30s 加热电阻:31Ω±3Ω加热电流:≤180mA加热电压:5.0V±0.2V加热功率: ≤900mW测量电压:≤24V工作条件 环境温度:-20℃～+55℃ 第十四页，共二十页，2022年，8月28日