Prinsip kerja dan aplikasi sensor gas semikonduktor

Prinsip kerja dan aplikasi sensor gas semikonduktor

Sensor gas menempati posisi penting dalam pemantauan lingkungan..

Saat ini, terdapat banyak metode dan cara untuk memantau sensor gas, termasuk: metode elektrokimia, kromatografi gas, metode konduksi panas, metode penyerapan inframerah, metode pembakaran kontak, metode deteksi sensor gas semikonduktor, metode serat optik, dll. Namun, dari sudut pandang jangkauan aplikasi, popularitas, dan kepraktisan material, aplikasi sensor gas semikonduktor tidak diragukan lagi menempati setengah dari keseluruhan sensor gas.

Pertama, apa itu sensor gas semikonduktor?

Untuk memahami secara detail apa itu sensor semikonduktor, kita harus terlebih dahulu mengetahui apa itu semikonduktor.

Semikonduktor merujuk pada material dengan konduktivitas antara konduktor dan isolator pada suhu ruang. Semikonduktor digunakan dalam sirkuit terpadu, elektronik konsumen, sistem komunikasi, pembangkit listrik fotovoltaik, aplikasi penerangan, konversi daya tinggi, dan bidang lainnya. Misalnya, dioda adalah perangkat yang terbuat dari semikonduktor. Baik dari perspektif teknologi maupun pembangunan ekonomi, pentingnya semikonduktor sangat besar.

Kedua, klasifikasi sensor semikonduktor

Sensor semikonduktor meliputi sensor gas non-resistif dan sensor gas resistif.

1. Sensor gas non-resistif terutama menggunakan beberapa efek fisik dan karakteristik perangkat untuk mendeteksi gas, seperti karakteristik volt-ampere dioda Schottky dan perubahan tegangan ambang transistor efek medan semikonduktor oksida logam.

2. Sensor gas resistif menggunakan perubahan resistansinya untuk mendeteksi konsentrasi gas. Jenis sensor ini memiliki keunggulan sensitivitas tinggi, pengoperasian yang mudah, ukuran kecil, biaya rendah, waktu respons dan waktu pemulihan yang singkat, dll. Sebagian besar sensor gas semikonduktor umum di pasaran adalah sensor gas resistif.

3. Prinsip kerja sensor gas semikonduktor

Dalam kondisi vakum (ketika tidak ada gangguan eksternal), terdapat banyak elektron di dalam material semikonduktor yang dapat menghantarkan listrik. Setelah semikonduktor bersentuhan dengan udara, oksigen akan terserap, dan oksigen tersebut akan ditangkap dan diikat. Untuk elektron-elektron dalam semikonduktor tersebut, mari kita ambil contoh pemantauan metana: dalam keadaan ini, jika semikonduktor bersentuhan dengan gas seperti metana, metana akan bereaksi dengan oksigen, dan elektron-elektron yang ditangkap oleh oksigen akan kembali bebas dan kembali ke semikonduktor, sehingga meningkatkan konduktivitas listriknya. Proses ini adalah proses pertukaran elektron antara oksigen dan semikonduktor. Ketika elektron diikat oleh oksigen, resistansi semikonduktor menjadi lebih besar; ketika metana bereaksi dengan oksigen, ketika elektron kembali ke semikonduktor, resistansi semikonduktor menjadi lebih kecil. Perubahan resistansi berkaitan dengan konsentrasi metana, dan kandungan metana yang sesuai dapat diketahui dengan mengukur perubahan resistansi semikonduktor.

Empat. Material apa saja yang cocok untuk sensor gas semikonduktor?

1. Bahan baku mudah didapatkan;

2. Ia memiliki kapasitas adsorpsi yang baik untuk oksigen dan gas target pada suhu rendah, dan keduanya memiliki kemampuan reaksi kimia yang baik, serta bereaksi pada suhu ini. Produk tersebut memiliki kemampuan desorpsi yang baik;

3. Setelah dibentuk dengan bahan pembantu lainnya, ia memiliki kompatibilitas yang baik, stabilitas kimia, dan konduktivitas listrik mikro-cacat yang sesuai.

Bahan-bahan umum yang memenuhi kondisi ini adalah timah dioksida, tungsten oksida, indium oksida, seng metastannat, dan lain-lain.

Kelima, prospek masa depan sensor gas semikonduktor.

Di antara berbagai kategori sensor gas, sensor semikonduktor merupakan sensor gas yang sangat menjanjikan. Alasannya adalah prinsip kerja dan proses penginderaannya sangat sederhana, yaitu informasi gas dapat diubah menjadi sinyal listrik dalam satu langkah; kedua, pembawa penginderaannya stabil; dan biayanya relatif murah. Karakteristik di atas tidak hanya memberikan jalur dan ruang yang jelas untuk evolusinya, tetapi juga memberikan kelayakan ekonomi untuk penerapan skala besar di masa mendatang.

Bingung mencari solusi untuk masalah sensor Anda? Klik Rika Sensors untuk menemukan perusahaan solusi sensor sistem pemantauan lingkungan terkemuka yang menawarkan kualitas terbaik.

Misi Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd adalah untuk memberikan perawatan dan layanan berkualitas tinggi kepada para anggota kami dan untuk menghasilkan keuntungan dalam prosesnya.

Misi Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd adalah untuk memberikan Anda manfaat luar biasa sebagai anggota/pelanggan yang membantu Anda mencapai tujuan organisasi Anda.

Apa yang ditemukan oleh Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd adalah bahwa inovasi terjadi ketika model bisnis sesuai dengan satu atau lebih solusi sensor di mana kemajuan teknologi tumpang tindih dengan kebutuhan pasar, sehingga menghasilkan pertumbuhan dan transformasi.