常用的气体传感器都有哪些?
一,半导气体传感器
这种类型的传感器在气体传感器中约占60%,根据其机理分为电导型和非电导型,电导型中又分为表面型和容积控制型.
(1 ) SnO2半导体是典型的表面型气敏元件,其传感原理是SnO2为n 型半导体材料。当施加电压时,半导体材科温度升高,被吸附的氧接受了半导体中的电子形成了O2或O2原性气体H2、CO、CH4存在时,使半导体表面电阻下降,电导上升,电导变化与气体浓度成比倒。NiO为p型半导体,氧化性气体使电导下降,对O2敏感。ZnO半导体传感器也属于此种类型。
半导体气体传感器
a. 电导型的传感器元件分为表面敏感型和容积控制型,表面敏感型传感材料为SnO2+Pd 、ZnO十Pt 、AgO、V 205 、金属酞青、Pt —SnO2。 表面敏感型气体传感器可检测气体为各种可燃性气体C0、NO2、 氟利昂。传感材料Pt —SnO2 的气体传感器可检测气体为可燃性气体CO、H2、CH4 。
b. 容积控制型传感材料为Fe2O8、la1-SSrxCOO8 和TiO2、CoO-MgO —SnO2体传感器可检测气体为各种可燃性气体CO、NO2 氟利昂。。传感材料Pt —SnO2
容积控制型半导体气体传感器可检测气体为液化石油气、酒精、空燃比控制、燃烧炉气尾气。
( 2) 容积控制型的是晶格缺陷变化导致电导率变化,电导变化与气体浓度成比例关系。
Fe2O8、TiO2属于此种,对可燃性气体敏感。
(3) 热线性传感器,是利用热导率变化的半导体传感器,又称热线性半导体传感器,是在Pt 丝线圈上涂敷SnO2层,Pt丝除起加热作用外,还有检测温度变化的功能。施加电压半导体变热,表面吸氧,使自由电子浓度下降,可燃性气体存在时,由于燃烧耗掉氧自由电子浓度增大,导热率随自由电子浓度增加而增大,散热率相应增高,使Pt 丝温度下降,阻值减小,P t丝阻值变化与气体浓度为线性关系。
这种传感器体积小、稳定、抗毒,可检测低浓度气体,在可燃气体检测中有重要作用。
( 4) 非电导型的FET场效应晶体管气体传感器,Pd —FET.场效应晶体管传感器,利用Pd 吸收H z 并扩散达到半导体Si 和Pd的界面,减少Pd 的功函,这种对H2、CO敏感。非电导型FET场效应晶体管气体传感器体积小,便于集成化,多功能,是具有发展前途的气体传感器。
二,固体电解质气体传感器
这种传感器元件为离子对固体电解质隔膜传导,称为电化学池,分为阳离子传导和阴离子传导,是选择性强的传感器,研究较多达到实用化的是氧化锆固体电解质传感器,其机理是利用隔膜两侧两个电池之间的电位差等于浓差电池的电势。稳定的氧化铬固体电解质传感器已成功地应用于钢水中氧的测定和发动机空燃比成分测量等。
为弥补固体电解质导电的不足,近几年来在固态电解质上镀一层气敏膜,把围周环境中存在的气体分子数量和介质中可移动的粒子数量联系起来。
三,接触燃烧式气体传感器
接触燃烧式传感器适用于可燃性气H2、CO、CH4的检测。可燃气体接触表面催化剂
Pt 、Pd 时燃烧、破热,燃烧热与气体浓富有关。这类传感器的应用面广、体积小、结构简单、稳定性好,缺点是选择性差。
四,电化学气体传感器
电化学方式的气体传感器常用的有两种
( 1 )恒电位电解式传感器
是将被测气体在特定电场下电离,由流经的电解电流测出气体浓度,这种传感器灵敏度高,改变电位可选择的检洌气体,对毒性气体检测有重要作用。
( 2) 原电池式气体传感器
在KOH电解质溶液中,Pt —Pb或Ag —Pb 电极构成电池,已成功用于检测O2,其灵敏度高,缺点是透水逸散吸潮,电极易中毒。
五,光学气体传感器
( 1 )直接吸收式气体传感器
红外线气体传感器是典型的吸收式光学气体传感器,是根据气体分别具有各自固有的光谱吸收谱检测气体成分,非分散红外吸收光谱对SO2、CO、CO2、NO等气体具有较高的灵敏度。
另外紫外吸收、非分散紫外线吸收、相关分光、二次导数、自调制光吸收法对NO、NO2、SO2、烃类( CH4) 等气体具有较高的灵敏度。
( 2)光反应气体传感器
光反应气体传感器是利用气体反应产生色变引起光强度吸收等光学特性改变,传感元件是理想的,但是气体光感变化受到限制,传感器的自由度小。
( 3 )气体光学特性的新传感器
光导纤维温度传感器为这种类型,在光纤顶端涂敷触媒与气体反应、发热。温度改变,导致光纤温度改变。利用光纤测温已达到实用化程度,检测气体也是成功的。
此外,利用其它物理量变化测量气体成分的传感器在不断开发,如声表面波传感器检测SO2、NO2、H2S、NH3、H2 等气体也有较高的灵敏度。
什么是VR概念?!
近期,单晶硅压力变送器被推上了网络热搜,究其原因是因为单晶硅压力变送器将成为压力变送器市场的主流。它的优越的精度和稳定性以及制造的便利性正在被市场所推崇。我们讲一下它在选型时候需要遵循的原则,以避免新手在选择时候的盲目导致质量上的偏差。
1.选择怎样的励磁电压
变送器输出信号类型决定选择怎样的励磁电压。许多放大变送器有内置的电压调节装置,因此其电源电压范围较大。有些变送器是定量配置,需要一个稳定的工作电压。因此,工作电压决定是否采用有电压调节装置的传感器,选择变送器时需要综合考虑工作电压与系统造价。精敏机电单晶硅差压变送器采用德国first sensor 芯体,自主研发单晶硅传感器。
XN900单晶硅差压变送器
2.是否需要具备互换性的变送器
确定所需要的变送器是否能适应多个使用系统。一般来讲,这点很重要,如果产品具有良好互换性,那么即使改变所用的变送器,也不会影响整个系统的效果。
3.变送器超时工作后需要保持稳定性
大部分变送器在经过超时工作后会产生漂移,因此很有必要在购买前了解压力变送器稳定性,罗斯蒙特变送器、横河EJA变送器在产品稳定性能方面得到国内使用者广泛认可,江苏恒大仪表单晶硅变送器在精度、稳定性和低温度漂移方面取得突破,在国产高性价比变送器中占有一席之地。
4.压力变送器的封装
变送器的封装,往往最容易福略它的安装支架,然而这一点在以后使用中会逐渐暴露出其缺点。在选购压力变送器时一定要考虑到将来变送器的工作环境、湿度、怎样安装变送器、会不会有强烈的撞击或振动等。
5.在变送器与其他电子设备间采用怎样的连接
变送器与其他电子设备之间的连接包括是否采用短距离连接,若是采用长距离连接,是否需要采用一个连接器。
6.压力变送器要测量什么样的压力
先确定系统中测量压力的最大值,一般而言,需要选择一个具有比最大量程还要大1.5倍左右量程的变送器。这主要是在许多系统中,尤其是水压测量和加工处理中,有峰值和持续不规则的上下波动,这种瞬间的峰值能破坏压力传感器,持续的高压力值或稍微超出压力变送器的标定最大值会缩短传感器的寿命,从而容易造成变送器精度下降。为克服过高压力带来的不利影响,于是,可以用一个缓冲器来降低压力毛刺,但这样也降低传感器的响应速度。所以在选择压力变送器时,应充分考虑变送器压力范围、精度与压力变送器稳定性。
7.什么样的压力介质
变送器选型需要考虑压力变送器所测量的介质,黏性液体、泥浆容易堵塞压力接口,溶剂或有腐蚀性的物质会破坏变送器中与这些介质直接接触的材料。以上这些因素将决定是否选择直接的隔离膜及直接与介质接触的材料,一般压力变送器接触介质部分材质采用的时316不锈钢。如果被测量介质对316不锈钢没有腐蚀性,那么基本上所有的压力变送器都适合于该介质压力测量;如果被测量的介质对316不锈钢有腐蚀性,那么选择的变送器就要采用化学密封,这样不但可以测量介质压力,也可以有效阻止介质于变送器的接液部分的接触,从而起到保护压力变送器的作用,可延长压力变送器的寿命。变送器触液材质选用可参阅《压力变送器测量腐蚀介质如何选用耐腐蚀变送器膜片材质》技术资料。
8.变送器需要多大的精度
变送器精度越高,价格也就越高。每一种电子式测量计都会有精度误差,但各个国家所标的精度等级不一样。如中国和美国等国家标的精度是传感器在线性最好的部分,也就是通常所说的测量范围的10%-90%之间的精度;而欧洲标的精度则是线性最不好的部分,也就是通常所说0%-10%以及90-100%之间的精度。如欧洲标的精度为1%,则在中国标的精度为0.5%。
9.变送器的温度范围
通常一个压力变送器会标定两个温度范围,即正常操作的温度范围和温度可补偿的范围。正常操作温度范围是指变送器在工作状态下不被破坏的温度范围,在出呕出正常温度范围时,可能会达不到其应用的性能指标。温度补偿范围是一个比操作温度范围小的典型范围,在这个范围内工作,压力变送器肯定能达到其应有的性能指标。
10.需要等到怎样的输出信号
选择怎样的的输出(mV、V、mA及频率数字输出)取决于多种因素,包括变送器与系统控制器或显示仪表间的距离,是否存在噪声及其他电子干扰信号、是否需要放大器、放大器位置等。对于许多变送器和控制器间距离较短的设备,采用4-20mA输出的压力变送器是最为经济而有效的解决方法,如果需要将输出信号放大,最好采用mA级输出或频率输出。如果在RFI或EMI指标要很高的环境中,除了注意选择mA或频率输出外,还要考虑特殊的保护或过滤器(目前由于各种采集的需要,在我国市场上压力变送器的输出信号有很多种,主要有4-20mA、0-20mA、0-10V、0-5V等,但是比较常用的是4-20mA和0-5V两种。在上面列举的这些输出信号种,只有4-20mA为两线制,其他的均为四线制)。
与其他类型的压力变送器类似,单晶硅压力变送器在选型的时候也要遵循以上原则,否则选择的压力变送器在现场无法满足要求。
虚拟现实技术(英文名称:Virtual Reality,缩写为VR),又称虚拟实境或灵境技术,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术,其基本实现方式是以计算机技术为主,利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果,借助计算机等设备产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界,从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉 。随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步,并逐步成为一个新的科学技术领域。
所谓虚拟现实,顾名思义,就是虚拟和现实相互结合。从理论上来讲,虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据,通过计算机技术产生的电子信号,将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象,这些现象可以是现实中真真切切的物体,也可以是我们肉眼所看不到的物质,通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的,而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界,故称为虚拟现实。
虚拟现实技术受到了越来越多人的认可,用户可以在虚拟现实世界体验到最真实的感受,其模拟环境的真实性与现实世界难辨真假,让人有种身临其境的感觉;同时,虚拟现实具有一切人类所拥有的感知功能,比如听觉、视觉、触觉、味觉、嗅觉等感知系统;最后,它具有超强的仿真系统,真正实现了人机交互,使人在操作过程中,可以随意操作并且得到环境最真实的反馈。正是虚拟现实技术的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了许多人的喜爱。
5G时代的到来,注定将成就虚拟现实技术。未来的生活趋势将会更多的在虚拟与现实之间切换。
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