任務(wù)三有害氣體泄漏監(jiān)測(cè)

任務(wù)三有害氣體泄漏監(jiān)測(cè)

任務(wù)提出：一般家庭廚房烹調(diào)熱源有煤氣、天然氣、石油液化氣等，由于這些可燃?xì)怏w的泄漏、點(diǎn)火失誤等原因，造成爆炸、火災(zāi)和中毒死傷事故的數(shù)字十分驚人。為了保障生命財(cái)產(chǎn)安全，要對(duì)廚房有害氣體泄漏進(jìn)行檢測(cè)。

任務(wù)提出：3

在現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活中，人們往往會(huì)接觸到各種各樣的氣體，需要對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)和控制。比如化工生產(chǎn)中氣體成分的檢測(cè)與控制；煤礦瓦斯?jié)舛鹊臋z測(cè)與報(bào)警；環(huán)境污染情況的監(jiān)測(cè)；煤氣泄漏：火災(zāi)報(bào)警；燃燒情況的檢測(cè)與控制等等。氣敏電阻傳感器就是一種將檢測(cè)到的氣體的成分和濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。它有半導(dǎo)體式、接觸燃燒式、固體電解質(zhì)式、電化學(xué)式、集成式等類型。

3在現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活中，人們往往會(huì)接觸到各種各樣的氣4常用氣敏傳感器接觸燃燒式氣體傳感器電化學(xué)氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器檢測(cè)元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時(shí)對(duì)鉑絲通以電流，保持300℃～400℃的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上燃燒，因此，鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過(guò)測(cè)量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。

一般利用液體（或固體、有機(jī)凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。半導(dǎo)體氣敏傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛；半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之分。

任務(wù)三可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)4常用氣敏傳感器接觸燃燒式氣體傳感器檢測(cè)元件一般為鉑金屬絲（5（ｃ）空氣質(zhì)量傳感器（d）氧氣濃度傳感器5（ｃ）空氣質(zhì)量傳感器（d）氧氣濃度傳感6(e)可燃?xì)怏w傳感器6(e)可燃?xì)怏w傳感器7氣敏電阻的外形側(cè)視圖和底視引腳圖f-f：加熱電極；AA、BB：氣敏電阻電極氣敏電阻的符號(hào)7氣敏電阻的外形側(cè)視圖和底視引腳圖氣敏電阻的符號(hào)8氣敏電阻的基本工作電路：

如右圖所示，其中的Uf為氣敏電阻的加熱電源，U+為氣敏電阻的測(cè)量電源。

8氣敏電阻的基本工作電路：9工作原理：

氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它利用半導(dǎo)體材料對(duì)氣體的吸附而使自身電阻率發(fā)生變化的機(jī)理進(jìn)行測(cè)量的元件。制作氣敏電阻的氧化物半導(dǎo)體材料主要有SnO2、ZnO及Fe2O3等。為了提高某種氣敏元件對(duì)某些氣體成分的選擇性和靈敏度，材料中還摻入催化劑，如鈀（Pd）、鉑（Pt）、銀（Ag）等，它們的添加物質(zhì)不同，能檢測(cè)的氣體也不同。9工作原理：10溫度特性

在室溫下吸收某種氣體后，其電導(dǎo)率變化不大，輸出電壓很小且?guī)缀醪蛔儭Ｈ舯３謿怏w濃度不變，輸出電壓隨溫度升高而增大，即該氣敏元件的電導(dǎo)率變化很大，靈敏度大幅提高。因此氣敏電阻工作時(shí)必須加熱，它能燒去氣敏元件附著的油污、塵埃等，起到清洗作用，并加速被測(cè)氣體的吸附、脫出過(guò)程。控制不同的加熱溫度，能對(duì)不同的被測(cè)氣體具有選擇作用。加熱溫度與元件輸出靈敏度有關(guān)，一般為200~400℃。10溫度特性11決策與計(jì)劃

根據(jù)廚房可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)的使用要求，結(jié)合氣敏傳感器相關(guān)知識(shí)，選用半導(dǎo)體電阻式氣敏傳感器。1．廚房使用煤氣和天然氣：由于該類氣體比空氣輕，應(yīng)將報(bào)警器安裝在靠近天花板處，這樣容易積聚上升的氣體。2．廚房使用液化石油氣：由于該類氣體的主要成分為丙烷，比空氣重，容易沉積到地面上，因此報(bào)警器要安裝在接近地面處。11決策與計(jì)劃12A使用煤氣和天然氣B使用液化石油氣12A使用煤氣和天然氣B使用液化石油氣13廚房氣體報(bào)警器的性能指標(biāo)：1．精度：可燃?xì)怏w的體積百分率達(dá)到0.1～0.3％時(shí)，能可靠報(bào)警。2．工作溫度：－10℃～＋40℃。注意事項(xiàng)一、氣敏電阻使用時(shí)一定要加熱：

一般由變壓器二次繞組交流輸出或直流電壓提供低電壓加熱。加熱溫度對(duì)氣敏電阻的特性影響很大，因此加熱器的加熱電壓必須恒定。

13廚房氣體報(bào)警器的性能指標(biāo)：14二、溫度補(bǔ)償：

半導(dǎo)體氣敏電阻在氣體中的電阻值與溫度和濕度有關(guān)。當(dāng)溫度和濕度較低時(shí)，電阻值較大；溫度和濕度較高時(shí)，電阻值較小。因此，即使氣體濃度相同，電阻值也會(huì)不同，需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。常用的溫度補(bǔ)償電路如右圖所示。

14二、溫度補(bǔ)償：15常溫型半導(dǎo)體氣敏傳感器15常溫型半導(dǎo)體氣敏傳