3。气体传感器的型号选择

一个传感器是否能够准确地检测关键取决于它的核心部分是否选择正确，从 物理原理上说气敏传感器是一个气-电变换装置，通过不同浓度的待测气体通过 传感器引起其阻值变化的原理来转变为不同的电信号，作为传感器的核心，选择 一个合适的气敏传感器直接影响煤气泄漏监控检测的实现与否。其对于煤气检测 的灵敏度和精确度和实现范围有重要影响作用。

3。1 气体传感器种类论文网

由于每种气体有自己的物理化学性质，气敏装置由不同的结构化学装置构 成，所以只能一种传感器检测一种气体物质。目前市面上还是以半导体式传感器 为主，部分还有红外吸收式气敏传感器，但是相对昂贵。通过化学变化来检测的 传感器还有电化学接触式以及固体电解质接触传感器。

以半导体氧化物为核心的半导体传感器，利用待检测物质和半导体表面发生 的氧化还原造成电阻值的变化幅度来检测气体的浓度。一种传感器为电阻型利用 检测到气体浓度变化而导致电阻值变化的原理，另外一种传感器利用气体浓度变 化而导致电压电流变化来判断浓度，这种传感器比较灵敏，由于这种特性，世界 上大多数传感器都采用这种原理。这类传感器探测范围广、探测种类多、灵敏度 高、可靠、环境对其干扰小。

红外吸收式气体传感器: 不同气体的红外吸收峰不同，根据这种原理，通过 检测被测气体的红外吸收峰来看起浓度。当气体进入检测接触面，由于光线穿过 气体后会有特定一段波长被气体吸收。经过长期的研究，结合具体实验 Lambert- Beer 得出关于气体的吸收定律：

其中 I 0 ， I 为特定的输入和输出的光照强度。α为摩尔质量分子吸收常数， L 为作用在气体上的光合作用长度，C 为气体当前浓度，γ为米氏射散系数，β 为物理学中瑞利射散系数，σ为气体在波动时所产生的吸收系数[6]。

由于光线类传感器的可靠、及时、灵敏、具有较高的参照性，但是由于造价 过高和其复杂结构装置及不易移动性，采用的很少。

接触燃烧式气敏传感器:传感器上电后，气敏材料工作温度在 280~650℃，当 接触面检测到可燃气体燃烧使得表面温度进一步提高，从而提升了电阻值，根据 阻值的变化曲线来测得空气中可燃气体的含量。这类传感器启动反馈快，对于气

体的选择影响小，但是对于特定的气体的敏感性还是很低，受到外来环境影响时 会造成电热丝断裂，仪器容易损坏。

固体电解质气体传感器:市场销量反馈的情况来看，固体电解质为核心材料 的传感器仅次于半导体材质。它的工作原理是在有气体通过时形成微弱的电动 势，通过判定电动势的大小来判断气体浓度。虽然敏感但是造价较高和检测的范 围较小，也只能算小部分。

3。2 传感器选定

在经过结构功能以及成本上的比较，采用 QM-N5 作为核心传感器，用材料 为 SnO2 的金属氧化物作为半导体材料，由于该材料的使用温度较高 300~500℃， 于是在其中掺杂一下稀有金属（ Ag ，Au,Pb）来降低反应温度,于是该种传感器 具有更好的稳定性和灵敏度[7]。

3。3 QM-N5 气敏传感器结构及其特性

QM-N5 型气体传感器的核心材料是氧化还原物质 SnO2 ，当传感器的周围环 境中的一氧化碳浓度升高时，此时传感器的电阻值随着气体浓度的升高而增大。 将根据一氧化碳浓度变化而变化的电阻率转变为对应的电信号输出，由此可以清 晰了解气体浓度。

气体感应元件由氧化铝和二氧化锡作为敏感层，配以加热电阻丝和测量电 极，封装在不锈钢腔体内。由于加热电阻丝提供了工作的温度环境，只需将其封 装后的六个管脚中两个做为电源加热极，其余四个用做信号输出。