Принцип работы и применение полупроводникового газового датчика

Принцип работы и применение полупроводникового газового датчика

Газовые датчики занимают важное место в мониторинге окружающей среды..

В настоящее время существует множество методов и способов мониторинга газов с помощью газовых датчиков, включая: электрохимический метод, газовую хроматографию, метод теплопроводности, метод инфракрасного поглощения, метод контактного сжигания, метод обнаружения с помощью полупроводниковых газовых датчиков, метод оптического волокна и др. Однако с точки зрения области применения, популярности и практичности материалов, применение полупроводниковых газовых датчиков, несомненно, занимает половину рынка газовых датчиков.

Во-первых, что такое полупроводниковый газовый датчик?

Чтобы подробно понять, что такое полупроводниковый датчик, сначала нужно узнать, что такое полупроводник.

Полупроводники — это материалы, обладающие проводимостью, находящейся между проводимостью проводников и изоляторов при комнатной температуре. Полупроводники используются в интегральных схемах, бытовой электронике, системах связи, фотоэлектрических системах, осветительных приборах, преобразователях высокой мощности и других областях. Например, диод — это устройство, изготовленное из полупроводников. С точки зрения технологий и экономического развития, значение полупроводников огромно.

Во-вторых, классификация полупроводниковых датчиков.

К полупроводниковым датчикам относятся нерезистивные и резистивные газовые датчики.

1. Нерезистивные газовые датчики в основном используют некоторые физические эффекты и характеристики устройств для обнаружения газов, такие как вольт-амперные характеристики диодов Шоттки и изменение порогового напряжения полевых транзисторов на основе металлооксидного полупроводника.

2. Резистивный газовый датчик использует изменение своего сопротивления для определения концентрации газа. Этот тип датчика обладает такими преимуществами, как высокая чувствительность, удобство в эксплуатации, малый размер, низкая стоимость, короткое время отклика и восстановления и т. д. Большинство распространенных на рынке полупроводниковых газовых датчиков являются резистивными.

3. Принцип работы полупроводникового газового датчика

В вакууме (при отсутствии внешних помех) внутри полупроводникового материала находится множество электронов, способных проводить электричество. После контакта полупроводника с воздухом происходит адсорбция кислорода, который захватывается и фиксируется. Рассмотрим в качестве примера мониторинг метана: в этом состоянии, если полупроводник контактирует с газом, например, метаном, метан реагирует с кислородом, и захваченные кислородом электроны возвращаются в полупроводник, улучшая его электропроводность. Этот процесс представляет собой обмен электронами между кислородом и полупроводником. Когда электроны фиксируются кислородом, сопротивление полупроводника увеличивается; когда метан реагирует с кислородом, когда электроны возвращаются в полупроводник, сопротивление полупроводника уменьшается. Изменение сопротивления связано с концентрацией метана, и соответствующее содержание метана можно определить, измерив изменение сопротивления полупроводника.

Четыре. Какие материалы подходят для полупроводниковых газовых датчиков?

1. Сырье легкодоступно;

2. Обладает хорошей адсорбционной способностью по отношению к кислороду и целевому газу при низких температурах, и оба вещества обладают хорошей способностью к химической реакции и реагируют при этой температуре. Продукт обладает хорошей способностью к десорбции;

3. После формирования с использованием других вспомогательных материалов, материал обладает хорошей совместимостью, химической стабильностью и подходящей электропроводностью при наличии микродефектов.

К числу материалов, отвечающих этому условию, относятся диоксид олова, оксид вольфрама, оксид индия, метастаннат цинка и др.

В-пятых, перспективы развития полупроводниковых газовых датчиков.

Среди множества категорий газовых датчиков полупроводниковые датчики являются очень перспективными. Причина в том, что их принцип работы и процесс детектирования чрезвычайно просты, то есть информация о газе может быть преобразована в электрический сигнал за один шаг; во-вторых, носитель информации стабилен; и стоимость относительно невелика. Указанные характеристики не только открывают четкий путь и возможности для их развития, но и обеспечивают экономическую целесообразность для будущего крупномасштабного внедрения.

Беспокоитесь о решении проблемы с датчиками? Нажмите на ссылку Rika Sensors, чтобы найти ведущую компанию по разработке систем мониторинга окружающей среды с использованием датчиков, предлагающую высококачественные решения.

Миссия компании Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd. заключается в предоставлении высококачественного обслуживания и ухода своим членам, а также в обеспечении прибыльности в этом процессе.

Миссия компании Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd. — предоставлять вам, как участнику/клиенту, выдающиеся преимущества, которые помогут вам достичь целей вашей организации.

Компания Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd. обнаружила, что инновации происходят тогда, когда бизнес-модели соответствуют одному или нескольким сенсорным решениям, где технологические достижения пересекаются с потребностями рынка, что приводит к росту и трансформации.