气体传感器在智能家居中的应用
在现代家居环境中，对环境量的检测和控制正得到越来越广泛的重视和应用。空气的质量与人类的日常生活密切相关，对气体的检测是保护和改善生态居住环境不可缺少的手段。日常生活中人们往往会接触到各种各样的气体，需要将它们进行检测与控制，这些气体有许多是易燃、易爆的气体，如氢气、一氧化碳、氟利昂、煤气、天然气、液化石油气等。对气体的检测已经是保护和改善生态居住环境不可缺少手段，气敏传感器发挥着及其重要的作用。
气体传感器原理
气体传感器是一种把气体（多数为气体）中的特定成分检测出来，并将它转换成电信号的器件，以便提供有关待测气体的存在和浓度大小的信息。为防止常用气体燃料如煤气（H2、C0 等）、天然气（CH4 等）、液化石油气（C3H8、C4H10 等）、C0 等气体泄露引起中毒、燃烧或爆炸，应用可燃性气体传感器配上适当电路制成报警器。目前在报警器上大都使用 Sn02 气体传感器。但在湿度较大的场合，如厨房等，宜使用 α-Fe203 气体传感器为核心的报警器，因为这类传感器对湿度敏感性小，稳定性较好。
气体传感器在家电中除用于可燃气泄露报警、换气扇、抽油烟机的自动控制外，也用于微波炉、燃气炉等家用电器中。在微波炉中常选用 Sn02 气体传感器，气体传感器测量出从食品中发出气体的浓度，可事先根据不同食品的特性，选择负载电阻，实现烹调的自动控制。在燃气炉中常使用 Zr02 气体传感器测量燃空比。
半导体型气体传感器
半导体型气体传感器是利用半导体气敏器件同气体接触，造成半导体性质变化，用来检测气体的成分或浓度的气体传感器。半导体型气体传感器大体可分为电阻式和非电阻式俩大类。电阻式半导体气体传感器用氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料制成敏感器件，利用其阻值的变化来检测气体的浓度。目前有多孔质烧结体、厚膜式和正在研制的薄膜式等几种非电阻式半导体传感器。
表面电阻控制型气体传感器
表面电阻控制型气体传感器表面电阻的变化，取决于表面原来吸附气体与半导体材料之间的电子交换。通常器件工作在空气中，在空气中的 O2 和 NO2 这样的电子兼容性大的气体，接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷，其结果表现为 N 型半导体材料的表面空间电荷区域的传导电子减少，使表面电导率减少，从而使器件处于高阻状态。一旦器件与被测气体接触，就会与吸附的氧起反应，将被氧束缚的几个电子释放出来，使敏感膜表面电导增加，使器件电阻减少。这种类型的传感器多数是以可燃性气体为检测对象，但如果吸附能力强，即使是非可燃性气体也能作为检测对象。其具有检测灵敏度高、响应速度快等优点。
接触燃烧式气体传感器
一般讲在空气中达到一定浓度、触及火种可引起燃烧的气体称为可燃性气体，如甲烷、乙炔、甲醇、乙醇、乙醚、一氧化碳、氢气等都是可燃性气体。接触燃烧式气体传感器是将金属线圈埋设在氧化催化剂中构成。使用时对金属线圈通以电流，使之保持在 300-600℃ 的高温状态，同时将元件接入电桥电路中的一个桥臂，调节桥路使其平衡。一旦有可燃性气体与传感器表面接触，燃烧热进一步使金属丝升温，造成元件阻值增大，从而破坏了电桥的平衡。其输出的不平衡电流或电压与可燃烧气体浓度成比例，检测出这种电流或电压就可测得可燃性气体的浓度。
作者 史媛 冯玉华 张俊莲
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