2002年,第10期,類別:電子產品與器件

    日本根本特殊化學株式會社生產的氣敏傳感器，分為熱線型、半導體型和熱傳導型三類，用于對可燃性氣體如ＣＯ、ＣＨ4、Ｈ2、Ｃ2Ｈ5ＯＨ和ＣＯ2、ＮＯ、ＮＯ2等不可燃性氣體的檢測。本文介紹熱線型氣敏傳感器的工作原理及應用。
    一、原理介紹  
    結構：這種傳感器的敏感組件由鉑絲組成，它被一種能使可燃氣體氧化的特殊催化劑覆蓋。使用兩只這樣的元件來比較，一個元件對外界氣體很敏感，而另一個元件對外界隔離保持原始態不變。通過兩元件的比較使電橋失衡，因而有信號輸出。
    檢測原理：當一種可燃氣體到達敏感元件的表面時，由于表面保持３００～４００℃的高溫，所以就產生氧化反應。這種氧化反應使得元件表面的溫度上升，這個上升值比例于特殊被測氣體的能量。上升的溫度傳到元件內部的加熱鉑線圈，繼而又使它的電阻增加。另一方面，由于另一元件表面沒氧化所以電阻不變。這種情況導致電橋線路的不平衡，因而獲得一個信號輸出。輸出電壓的水平不但取決于被測氣體的種類，而且還表現了一種與氣體濃度相關的較好的線性。
    二、特性及參數
    １． 熱線型氣體傳感器ＮＡＰ－５５Ａ／５０Ａ
    ＮＡＰ５５Ａ對所有可燃性氣體都很靈敏，而ＮＡＰ－５０Ａ只對酒精不敏感。傳感器電源電壓：ＤＣ２．５０Ｖ±０．２５Ｖ 或ＡＣ２．５０Ｖ±０．２５Ｖ。電流（在２．５Ｖ供電時）：１６０～１８０ｍＡ。輸出電壓：－３５～＋３５ｍＶ。工作環境：溫度為－１０℃～＋５０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    ２． 催化型不完全燃燒氣體傳感器ＮＡＰ－７０
    ＮＡＰ７０只對一氧化碳和氫氣有高靈敏度，對其他氣體則是低靈敏度。電橋電源電壓為２．４Ｖ±０．１２Ｖ，傳感器可以采用交流或直流電壓，但從穩定性考慮，應使用穩定的直流電源。電橋消耗電流為２０～４０ｍＡ。ＮＡＰ－７０型傳感器提供了足夠的輸出電壓，可以檢測出低至幾百ｐｐｍ的ＣＯ氣體濃度。另外，使用了一種特殊的催化劑，使傳感器對ＣＯ氣體在更低的加熱溫度下獲得更高的可能靈敏度。
    傳感器電源電壓：ＤＣ２．４０Ｖ±０．１２Ｖ 或ＡＣ２．４０Ｖ±０．１２Ｖ。電流（在２．４Ｖ供電時）：２０～４０ｍＡ。工作時的環境：溫度為－１０℃～＋５０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    ３． 熱線型氣體傳感器ＮＡＰ－１１ＡＦＬ
    ＮＡＰ－１１ＡＦＬ是一種可以檢測火爐或其他煙霧設備中所含的低濃度ＣＯ氣體的熱線型氣體傳感器，對低濃度范圍的ＣＯ氣體具有很高的靈敏度（小于２００ｐｐｍ）。
    傳感器電源電壓：小于１５Ｖ（ＤＣ或ＡＣ）。
    加熱器電壓：在加熱時為５．５Ｖ±０．３Ｖ，在正常工作時為０．８Ｖ±０．０４Ｖ（ＡＣ或ＤＣ）。
    加熱器電流：在加熱時（電壓為５．５Ｖ）為１７０ｍＡ～１９０ｍＡ，在正常工作時（電壓為０．８Ｖ）為２５ｍＡ～４０ｍＡ。
    工作時的環境：溫度為－１０℃～＋７０℃，濕度小于９５％ＲＨ。
    三、應用實例
    下面是這些傳感器進行氣體檢測控制的實例，可以構成氣體泄露和火災報警控制系統。
    圖１為應用ＮＡＰ－５５Ａ／６６Ａ構成的氣體檢測器
    圖２為ＮＡＰ－７０構成的ＣＯ氣體檢測器
    圖３為ＮＡＰ－１１ＡＦＬ構成的ＣＯ氣體檢測器
    圖３中Ａ、Ｂ兩點之間的校正線在完成校正后必須去掉。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?重慶  潘建