项目5气敏、湿度传感器及其应用
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5.1气敏传感器
能够感受被测气体并把气体(多数为空气)中的特定
成分检测出来，并将它转为可输出信号的器件称为气敏
传感器。
气敏传感器最早用于可燃性气体泄露报警，用于防
灾，保证生产安全。以后逐渐推广应用，用于有毒气体
的检测、容器或管道的检漏、环境监测(防止公害)、锅
炉及汽车的燃烧检测与控制(可以节省燃料，并且可以减
少有害气体的排放)、工业过程的检测与自动控制(测量
分析生产过程中某一种气体的含量或浓度)。
近年来，在医疗、空气净化、家用燃气灶和热水器
等方面，气敏传感器得到了普遍的应用。
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气敏传感器主要检测对象及其应用场所
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5.1.1气敏元件工作机理▲
1、半导瓷气敏传感器的工作原理
半导体材料(如SnO)表面吸附某些气体时，由于吸附效应而
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产生导电现象，其导电率随气体浓度变化而变化。
例如气敏半导瓷材料氧化锡SnO多晶硅（N型），内部
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电阻值可等效为三种电阻串联：（见吸附效应图）
R—晶粒间的晶间电阻
n
R—单个晶粒表面电阻
sRRRR
nssb
R—单个晶粒的体电阻
b
则气敏电阻可等效为R，半导瓷气敏电阻的阻值将随吸
n
附气体的数量和种类而改变。
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气敏半导瓷吸附效应模型
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N型半导体的气体吸附效应
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气敏半导瓷的特点
1、气敏半导瓷对许多可燃性气体，如氢、一氧化碳、
甲烷、丙烷、乙醇、丙酮等都有较高的灵敏度。
2、气敏半导瓷掺加Pd(钯石棉，PdC)、Mo(钼粉、钼
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酸)、Ga等杂质后可在常温下工作，对烟雾的灵敏度有明
显增加，可供制造常温工作的烟雾报警器。
3、气敏半导瓷与半导体单晶相比，具有工艺简单，
使用方便，价格便宜，灵敏度高、响应速度快等优点，故
可用于制作多种具有实用价值的气敏元件。
4、气敏半导瓷的缺点是温度、湿度影响较大。稳定
性差，老化较快，并需要进一步提高其气体识别的能力及
稳定性。
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5.1.2常用气敏元件的种类▲
常用气敏元件的种类按结构可分为：
1、烧结型
2、薄膜型
3、厚膜型