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金属氧化物半导体型一氧化碳传感器

文章来源:楚环传感器 发布时间:2020-05-13

金属氧化物半导体型气体传感器由于其耐热性、 耐蚀性强,材料成本低廉,元件制作工艺简单,再加上具有易于与微处理电路组合及制成的气体监测系统制作成便携式监测器等优点,因此广泛应用于监测家庭、工厂生产环境中有毒气体及可燃性、爆炸性气体场合。

金属氧化物半导体传感器的结构如图所示。

该结构包括陶瓷基体、敏感材料层、加热器及测量电极等。其中敏感材料采用金属氧化物粉体构成,如SnO2、Fe2O3、In2O3、WO3、Ag2O等。金属氧化物半导体传感器已广泛应用于CO的探测方面,并主要以SnO2材料为主。其工作原理是当加热器将感测材料升到高温,氧气会被吸附在感测材料表面,然后从感测材料的导带捕获两个电子而形成氧离子,造成感测材料的电阻值上升,而当还原性气体如CO吸附在感测材料的导带,便造成电阻值下降。再根据电阻值的变化与气体体积分数的函数关系,即可对气体体积分数进行有效检测。

金属氧化物半导体型一氧化碳传感器易受其他还原性气体如H2、NO、挥发性有机物等的干扰。为了提高选择性,常采取掺入金属如铑(Rh) 、钌(Ru)或氧化物如氧化钍 (ThO2) 、氧化锑 (SbO3)及氧化铋 (BiO3) 等方法;或者利用厚膜技术制备SnO2敏感层;利用薄膜技术制备SnO2敏感层等。另外,也有学者采用氧化钼(MoO3)为敏感材料,再掺杂其他金属触媒来提高对CO 的选择性。

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