气体传感器有哪些种类

分析气体传感器选择及其分类

气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探测头内。从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理、样品抽吸，甚至对样品进行化学处理，以便化学传感器进行更快速的测量。

气体的采样方法直接影响传感器的响应时间。目前，气体的采样方式主要是通过简单扩散法，或是将气体吸入检测器。（简单扩散是利用气体自然向四处传播的特性。目标气体穿过探头内的传感器，产生一个正比于气体体积分数的信号。由于扩散过程渐趋减慢，所以扩散法需要探头的位置非常接近于测量点。扩散法的一个优点是将气体样本直接引入传感器而无需物理和化学变换。样品吸入式探头通常用于采样位置接近处理仪器或排气管道。这种技术可以为传感器提供一种速度可控的稳定气流，所以在气流大小和流速经常变化的情况下，这种方法较值得推荐。将测量点的气体样本引到测量探头可能经过一段距离，距离的长短主要是根据传感器的设计，但采样线较长会加大测量滞后时间，该时间是采样线长度和气体从泄漏点到传感器之间流动速度的函数。对于某种目标气体和汽化物，如SiH4以及大多数生物溶剂，气体和汽化物样品量可能会因

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汽车传感器的种类和作用

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汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

车用传感器很多，判断传感器出现的故障时，不应只考虑传感器本身，而应考虑出现故障的整个电路。因此，在查找故障时，除了检查传感器之外，还要检查线束、插接件以及传感器与电控单元之间的有关电路。下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。

空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

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量流量型。目前主要采用热线式空气流量传感器和热膜式空气流量传感器两种。

进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国

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电化学传感器

ME2-C0 一氧化碳CO 0-1000ppm

ME3-CO 一氧化碳CO 0-500ppm，0-1000ppm，0-2000ppm

ME4-CO 一氧化碳CO 0-500ppm，0-1000ppm，0-2000ppm

ME3-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm

ME4-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm

ME3-H2 氢气H2 0-200ppm

ME4-H2 氢气H2 0-1000ppm

ME3-NH3 氨气NH3 0-1000ppm

ME4-NH3 氨气NH3 0-50ppm

ME3-CL2 氯气CL2 0-50ppm

ME4-CL2 氯气CL2 0-20ppm

ME3-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm

ME4-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm

ME3-O2 氧气O2 0-25% max:30%

ME2-O2 氧气O2 0-25% max;30%

ME3-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm

ME4-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm

催化燃烧式可燃气体

MC101 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL

MC102 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL

MC105 甲烷、液化气、丙烷等可燃

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汽车传感器的种类和作用

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汽车传感器把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状态。

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空气流量传感器

空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元（ecu），作为决定喷油的基本信号之一。根据测量原理不同，可以分为旋转翼片式空气流量传感器（丰田previa旅行车）、卡门涡游式空气流量传感器（丰田凌志ls400轿车）、热线式空气流量传感器（日产千里马车用vg30e发动机和国产天津三峰客车tj6481aq4装用的沃尔沃b230f发动机）和热膜式空气流量传感器四种型式。前两者为体积流量型，后两者为质

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进气压力传感器

进气压力传感器可以根据发动机的负荷状态测出进气歧管内的绝对压力，并转换成电信号和转速信号一起送入计算机，作为决定喷油器基本喷油量的依据。国

气体传感器综述

二氧化锡气敏传感器

引言：随着纳米技术的发展，与该项技术相结合的气体传感

器的研究已经成为热门课题。这类传感器以其较好的灵敏度和选择性、良好的响应和恢复时间以及较长的使用寿命，而被广泛应用于各种有毒有害气体、可燃气体、工业废气、环境污染气体的检测。气体传感器的敏感材料主要是导电聚合物、金属氧化物和复合氧化物。其中金属氧化物则包括SnO2、ZnO、WO3、Fe2O3、TiO2、CeO2、Nb2O5、Al2O3、In2O3、LnMO3(Ln=La、Gd ，M=Cr 、Mn、Fe、Co)等，而又以SnO2 ZnO、Fe2O3 三大体系为主。目前普遍采用的方法是以二氧化锡（SnO2）为基材，通过掺杂等方法制备出气体传感器，用以检测某种气体的成分和浓度。也可用于便携式气相色谱的检测器，重点是挥发有机化合物(VOCs)检测方法的可行性研究。

摘要：传感器是指能感受规定的被测量并按照一定的规律

转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。气体传感器（Gas Sensor）是以气敏器件为核心组成的将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。它具有响应快，定量分析方便，成本低廉，实用性广等优点。本文主要从二氧化锡气

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仪表技术与传感器

20年 01

C 2体浓度光纤传感器研究 O气王洪冯金垣彭玉成504 16 0华南理I大学应用物理系广州市

【要】中研究 j基于光纤扰模的气体浓度传感器的传感机理。研制了 C 2气体光纤传感摘文 O器；并进行 7 0气体传感实验研究， 结果表明该传感方法是可行的。该气体传感器结构简单，在 I业及科研等方面有广泛的实用价值。 关键词：光纤扰模 C 2 O气体光纤传感器

S u y n n Fi e tc S ns r f rDe e tn t d i g o b r Op i e o o t c i g CO2Ga nst sDe iyW a gHe g F n iy a, e gYu h n n n, e gJn u n P n c egD p . f pi h s s S u h Ch n i eMt f c n l￣ e t o Ap l d P y i, o t i aUn v x y 0 h oo e c Te.

,

Gu n z o 5 0 4 a g h u. 6 0 1

Ab t a t Th p i b r n 0 c a i f rd t ci g O 2g sd n

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【要】中研究 j基于光纤扰模的气体浓度传感器的传感机理。研制了 C 2气体光纤传感摘文 O器；并进行 7 0气体传感实验研究， 结果表明该传感方法是可行的。该气体传感器结构简单，在 I业及科研等方面有广泛的实用价值。 关键词：光纤扰模 C 2 O气体光纤传感器

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一、 NDIR红外气体传感器的基本概述

1. 简介

NDIR红外气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。其主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含绝大多数有机物。

2. 原理

由于各种物质分子内部结构的不同，就决定了它们对不同波长光线的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。物质对一定波长光的吸收关系服从朗伯—比尔(Lambert2Beer)吸收定律。下图为NDIR红外气体分析原理图：以CO2分析为例，红外光源发射出1～20μm的红外光，通过一定长度的气室吸后，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4.26μm波长红外光的强度，以此表示CO2气体的浓度。

3. 分类

1）根据红外探测器的通道数，可以划分为单通道NDIR气体传感器和双通道NDIR气体传感器。单通道就是在红外探测器内部集成了

① 对所有可燃气体的响应有广谱性，在空气中对可燃气体爆炸下限浓度（%lel）以下的含量，其输出信号接近线性（60%lel以下线性度更好）; ② 对非可燃气体没有反应，只对可燃气有反应，无干扰; ③ 气体传感器结构简单

④不受水蒸气影响，对环境的温湿度影响不敏感，适于野外使用。 但是，它也有一些缺点：

① 工作温度高，一般元件表面温度200℃～300℃ ，内部可达700℃～800℃，传感器不能做成本安型结构，只能做成隔爆型;

② 工作电流较大，国内产品100ma，国外产品200 ma ～300 ma，电流功耗大，不易做成总线连接;

③ 元件易受硫化物、卤素化合物等中毒影响，降低使用寿命; ④ 在缺氧环境下检测指示值误差较大。

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2-1【答】

1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2、传感器由：敏感元件、转换元件、信号调理与转换电路和辅助的电源组成。 3、它们的作用是：

（1）敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；

（2）转换元件：是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分； （3）信号调理与转换电路：由于传感器输出信号一般都很微弱，需要有信号调理与转换电路，进行放大、运算调制等；

（4）辅助的电源：此外信号调理转换电路以及传感器的工作必须有辅助的电源。

4、最简单的传感器由一个敏感元件(兼转换元件)组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块m是敏感元件，压电片（块）是转换元件。有些传感器，转换元件不只一个，要经过若干次转换。 2-2【答】

1、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。也即当输入量为常量，或变化极慢时，这一关系就称为静态特性。

2、静态特性性能指标包括：线性度、灵敏度、迟滞、重复性和漂移等。 3、性能指标：

（1）灵敏度：输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的相