当前位置:文档之家› 纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述

纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述

纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述
纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述

巢湖学院申报专业技术职务人员

综述报告

题目:纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述申报者姓名吕家云

所属学科应用电子技术

申报职务教授

纳米ZnO材料在气体传感器中的应用综述

巢湖学院物电系吕家云

[内容提要]综述报告共分两部分:一、近年来国际上在传感器技术和纳米材料方向的研究热点、各种方法进行了全面的梳理。二、近几年本人将石英晶体微天平传感器与纳米氧化锌材料相结合在湿度检测方面进行研究及所取得的成果。

1前言

传感器技术是一项当今世界迅猛发展起来的高新技术之一,也是当代科学发展的一个重要标志,它与通信技术、计算机技术一起构成信息产业的三大支柱。“没有传感技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界所公认。科学技术越发达,自动化技术越高,对传感器依赖性就越大。所以,国内外都普遍重视和投入开发各类传感器以及传感技术。

而传感器技术又是与各个学科的发展有着密不可分的联系。传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术和密集型前沿技术。无论从宇宙探索、海洋开发,到国防建设,工农业生产;从环境保护、灾情预报,还是到包括生命科学在内的每一项现代科学研究;无论从生产过程的检测与控制,还是到人民群众的日常生活等等,都离不开传感器和传感技术。由此可见,应用、研究和发展传感器与传感技术是信息化时代的必要要求[1]。

随着现代科学技术的长足进步,人们己不满足于现有空间和时间上的活动范围,正向着无限、极端和全新的领域奋进。新材料、新能源的不断涌现,微电子、空间技术、海洋资源、生物遗传、纳米技术等关键工程的开发,必须开拓各种能够感知、获取、检测和转换信息的传感器新领域。当前,传感器技术的发展方向是: 第一,开展基础研究,发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺; 第二,扩大传感器的功能与应用范围。

2 纳米技术

所谓“纳米”,是一种几何尺寸的量度单位,同我们常用的“米”一样,只

不过它仅为一米的十亿分之一,约等于45个原子排列起来的长度。纳米科学与

工程是一个新兴的跨学科领域,学科领域涵盖纳米物理学、纳米电子学、纳米化学、纳米材料学、纳米机械学、纳米生物学、纳米医学、纳米显微学、纳米计量

学和纳米制造等,有着十分宽广的学科领域。是当前国际科技热点之一。国际上在纳米技术领域的竞争态势日益明显,发达国家无一不在瞄准和抓住这一可能给科技和经济带来突破性的、跨越式发展的新机遇,对纳米技术的研发大量投入,以期抢占前沿阵地的制高点,争取极大的潜在利益,美国、日本、德国、英国、瑞典、瑞士和欧盟都建立了或正在建立纳米技术中心。钱学森为此指出,纳米科技将是一次革命,将是21世纪的一次产业革命。我国要在这场革命中取得胜利,有必要很好地找出问题并加以解决。纳米技术能够为信息和生物科学技术,进一步发展提供基础的材料,所以纳米材料技术的意义己远远超过了电子信息技术和生物科学技术. 纳米技术是研究尺寸在0.1—100nm 的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。纳米技术的发展,不仅为传感器提供了优良的敏感材料,例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等,而且为传感器制作提供了许多新型的方法[25]-。

3.纳米材料的分类

广义地说:纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围,或由他们作为基本单元构成的材料。如果按维数,纳米材料的基本单元可分为三类: (1)零维,指在空间三维尺度均在纳米尺度,如纳米尺度颗粒、原子团簇等。

(2)一维,指在空间中有两维处于纳米尺度,如纳米四、纳米管、纳米棒等。

(3)二维,指在三维空间中有一维在纳米尺度,如超薄膜、多层膜、超晶格等。

因为这些单元往往具有量子性质,所以对零维、一维、二维的基本单元又分别有量子点,量子线,量子阱之称。

由这些纳米尺度的基本单元构成纳米材料有多种方式,由此可形成多种类型的纳米材料: 纳米粉体材料是由纳米粒子构成的松散集合体;纳米粉体经过一定的压制工艺制成的具有高致密度的材料则为纳米块体材料,如纳米陶瓷、纳米金属和合金等;将纳米粒子制成薄膜或将纳米粒子分散到其他的薄膜(如有机膜)中,进而形成的多层膜则为纳米薄膜材料;将那米粒子分散到高分子、常规陶瓷或金属中,则又可以获得纳米复合材料[69]-。

4.纳米传感器

与传统的传感器相比,纳米传感器不仅具有尺寸减小、精度提高等性能,更

重要的是利用纳米技术制作传感器,是站在原子尺度上,从而极大地丰富了传感器的理论,推动了传感器的制作水平,拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等方面获得广泛的发展。

近几年来,作者除了完成正常的教学外,重点对石英晶体微天平传感器与纳米氧化锌结合进行湿度测量的研究并发表了数篇相关科研论文。现结合作者的研究方向、前期研究成果就石英晶体微天平传感器、纳米氧化锌进行湿度测量两方面问题展开综述。

5 纳米氧化锌进行湿度测量

(1)纳米氧化锌的性质

纳米氧化锌是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品,其粒径介于1~100nm,由于具有纳米材料的结构特点和性质,使得纳米氧化锌产生了表面效应及体积效应等,从而使其在磁、光、电、敏感性等方面具有一般氧化锌产品无法比拟的特殊性能和新用途。

(2)体积效应

当纳米粒子的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性、催化剂及熔点等都较普通粒子发生了很大的变化,这就是纳米粒子的体积效应。纳米氧化锌是橡胶工业最有效的无机活性剂和硫化促进剂,纳米氧化锌具有颗粒微小,比表面积大,分散性好,疏

松多孔,流动性好等物理化学特性[1012]

6 纳米气敏传感器的研究现状

随着工业生产和环境检测的迫切需要,纳米气敏传感器已获得长足的进展。用零维的金属氧化物半导体纳米颗粒、碳纳米管及二维纳米薄膜等都可以作为敏感材料构成气敏传感器。这是因为纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点:一是纳米固体材料具有庞大的界面,提供了大量气体通道,从而大大提高了灵敏度;二是工作温度大大降低;三是大大缩小了传感器的尺寸。

(1)基于金属氧化物半导体纳米颗粒的纳米气敏传感器

在气敏传感器的研究中,主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料(例如金属氧化物半导体气敏材料以SnO2、ZnO、TiO2、Fe2O3为代表)的电导发生变化来制作气敏传感器。

(2)用单壁碳纳米管制作气敏传感器

碳纳米管具有一定的吸附特性,由于吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用,改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变,通过检测其电阻变化来检测气体成分,因此单壁碳纳米管可用作气敏传感器。

(3)用多壁碳纳米管制作气敏传感器

O.K.Varghese等人研究了用多壁碳纳米管制作传感器。他们设计了两种传感器形式。一种是在平面叉指型电容器上覆盖一层MWNT-SiO2薄膜的结构,称其为电容式传感器,另外一种MWNT 弯曲电阻式,是用光刻的办法在Si衬底上刻一条弯曲的SiO2槽,然后在SiO2 上生长MWNT称为电阻式传感器。

两种传感器证明MWNT是有效的湿敏材料是有效的湿敏材料,响应时间2-3min,但传感器需要几个小时才能恢复。

(4)石英振子式气体传感器

气敏材料吸附气体时,材料的重量发生变化,由于涂敷在石英振子上材料重量的变化,引起石英振子的共振频率变化,通过测量共振频率来测量气体浓度。主要材料纳米ZnO、用六甲基二硅胺烷(Hexamethyl disilazane,HMDS)等材料,用来测量空气湿度[13]。

7 纳米氧化锌与石英晶体微天平结合的传感器

1880年Jacqcues Pierre和Currce兄弟发现了石英等晶体具有电压现象,即在其表面上施加一定的压力,就会在晶体两表面间产生电压,电压值的大小与压力成正比——电压效应,其产生是由于这些晶体在结构上是无中心的,即非中心对称的空间群物质,当有外力作用时而发生形变,晶体内部原子发生位移产生极化现象,同时使晶体表面产生电荷,从而将机械能转化为电能。1881年他们又证实了逆电效应的存在,即当在晶体两端加上电场时,无中心物质的偶极子将会重新定位,引起原子位移,产生机械形变,从而由电能转化为机械能。当加在晶体上的电压为交变电压时,晶体就会产生机械振动,同时机械振动又会产生交变电场,一般情况下,逆压电产生的机械振动及交变电场的振幅很小,只有在谐振频率下,才会急剧增大,因此通常将谐振频率作为信号测定的对象。

QCM就是利用逆电压效应作为基本原理建立起来的。它的压电材料选用具有性能非常稳定,机械强度高,绝缘性能相当好等突出优点的石英晶体制成,在QCM

中,石英振荡晶片是核心,一般采用沿与石英晶体主光轴成'3515?角切割所的的晶片,采用这种切割方式所的的晶体频率上限较高(1~20MHZ )且室温下其温度示数接近于零,减少了温度对于频率的影响。当外物均匀地附着在晶体表面时,如果在有效面积上的质量为m ?,引起的频率变化为f ?,则有602.610/.f f m A ?=-??这就是Sauebrey 方程。显然石英晶体谐振频率的变化与晶体表面附注层质量变化为一线性变化关系,式中负号表明频率的上升(下降)会引起质量的减少(增加)这是利用石英晶体微天平进行定量测量的基础。但上述方程的成立必须满足下列条件:(1)附着层为刚性沉积且厚度均匀分布;(2)f ?<10%;(3)溶剂的粘弹性不变。

石英晶体微量天平(QCM )是一种质量敏感元件,对质量的变化可达到纳克级(

g 910-)质量检测精度。它的作用原理是建立在石英晶体表面上的敏感涂层对气氛的吸附和解吸附效应基础上的,因此,涂层敏感材料的选择成为制作这类传感器的一个要点。

氧化锌是一种II-VI 族半导体,由于它独特的电学和化学特性,在气体探测领域有着广泛的应用。最近一维纳米氧化锌如纳米线、纳米棒、纳米带、纳米四角结构受到人们的关注。因为材料的维数对材料的的表面积与体积的比及材料的性能有很大影响。研究发现纳米级氧化锌有很大的比表面积,用氧化锌作敏感膜,有利于增大吸附面积,提高传感器的灵敏度[1416]-。

本人在华东师范大学访学期间,参加了华东师范大学的国家重点实验室开放课题“纳米材料在气体传感器中的应用研究”。结合实验发表《HMDS 改性后的纳米氧化锌的湿度响应特性研究 》 压电与声光 2008.2 170-172 (EI )、《涂敷ZnO 纳米线的石英晶体微天平的湿度敏感特性研究》 功能材料与器件学报 2008.3 645-650 《 运用QCM 分析ZnO 纳米线在湿度检测中的响应》 压电与声光2008.5 631-633 (EI )《用QCM 研究湿度特性的测试系统及纳米ZnO 的制备》 仪表技术与传感器 2009.4等研究论文。

8今后研究的思路

微天平传感器在应用中,环境温度的变化对器件造成影响,原因主要有两个方面:一是由于温度变化引起的石英晶体微天平的不稳定,由此造成测量结果的偏

差;二是电极上的敏感材料特性受到温度的影响,环境温度的变化引起材料敏感性能的变化也会对传感器的输出特性造成影响。因此比较理想的选择是QCM能够在恒定的温度下工作和QCM阵列化。

(1)具有自动恒温功能的PTC加热元件作为加热源(PTC即positive temperature coefficient正向温度系数),构造能够维持恒定温度的QCM传感器(变温石英晶体微天平)。这种采用PTC加热元件作为加热源的石英晶体传感器能够自动恒温而无需另外的温度传感器。

(2)将QCM阵列化有以下优点:

1)将具有不同吸附膜的QCM阵列化,并对其输出进行模式识别可大大提高QCM 对待测物质辨别的能力[15,16]。

2)使用QCM阵列可同时测量多种待测物质

3)使用QCM阵列进行差动补偿测量可减小环境因素对QCM输出的影响。QCM

阵列的(1)、(2)优点在测量含有多种待测物质的混合物时十分有用。现有的QCM 阵列多是简单的将多个仅有一对电极的QCM排列在一起组成QCM阵列。若在同一石英片上制作多对电极,组成QCM阵列,则可进一步提高QCM阵列的性能。这是由于各对电极制作于同一石英片上,相互十分接近,制作工序基本相同,因此它们所处的环境相同,受环境变化的影响也基本相同,提高了差动补偿测量的准确性和可靠性。QCM阵列的体积将更小。但将QCM阵列集成于同一石英片上,也会引起各对电极之间的振动耦合。QCM还可与其他类型的传感器集成在一起构成传感器阵列,进一步提高辨别待测物质的能力。Roth等还将加热装置与QCM集成在一起。.

参考文献

[1] P. Bruno, G. Cicala, F. Corsi, A. Dragone, A.M. Losacco, High relative humidity range sensor based on

polymer-coated STW resonant device,Sens. Actuators B 100 (2004) 126–130.

[2] H.T. Sun, Z.T. Cheng, X. Yao, Humidity sensor using sol–gel derived silica coating on quartz crystal, Sens.

Actuators B 13–14 (1993) 107–110.

[3] 徐同举,新型传感器基础[M],机械工业出版社,1987.11~15

[4] J. Zhang, J.Q. Hu, F.R. Zhu, H. Gong, S.J. O’Shea, ITO thin film coated quartz crystal microbalance as gas sensors for NO detection, Sens. Actuators B 87 (2002) 159–167.

[5] A.K. Hierlemann, M.F. Bodenhofer, V. Schurig, W. Gopel, Selective detection of nitrogen and oxygen containing

volatile organic compounds: use of metal-modified polysiloxanes as sensor coatings, Anal. Chim. Acta 346 (1997) 327–339.

[6] Z.W. Pan, Z.R. Dai, Z.L. Wang, Nanobelts of semiconducting oxides, Science 291 (2001) 1947–1949.

[7] W.H. King, Piezoelectric sorption detector, Anal. Chem. 36 (1964) 1735–1739.

[8] Y. Li, G.W. Meng, L.D. Zhang, F. Phillipp, Ordered semiconductorZnO nanowire arrays and their

photoluminescenceproperties, Appl. Phys. Lett. 76 (2000) 2011–2013.

[9] D. Banerjee, J.Y. Lao, D.Z. Wang, J.Y. Huang, Z.F. Ren, D. Steeves, B. Kimball, M. Sennett, Large-quantity

free-standing ZnO nanowires, Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 2061–2063.

[10] C.J.Lee, T.J.Lee, S.C.Lyu,et.al. Appl. Phys. Lett.81,3648(2002)

[11] Y. Li, G. S. Cheng,L. D.Zhang. J.Mater. Research. 15, 2305 (2000)

[12] E. Roman, J. L. de Segovia, Surf. Sci. 251-252 (1991) 742. 307

[13] Xiaofeng Zhou et al., Humidity sensor based on quartz tuning fork coated with sol–gel-derived nanocrystalline

zinc oxide thin film, Sens. Actuators B: Chem. (2006), doi:10.1016

[14] X.-H. Wang et al. / Sensors and Actuators B SNB (2005) 8933-7

[15] 于泳纳米氧化锌在橡胶制品中的应用研究1[EBOL]https://www.doczj.com/doc/3c14707431.html,/xiangjiao.ht》

[16] 鞠熀先,电分析化学与生物传感器技术[M]科学出版社,2006,564-565

基于气敏传感器的酒驾测试仪)

摘要 本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件,酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量,经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后,用软件将被测量的最大值保留并最终显示。着重介绍了该仪器的工作原理及性能特点。 本文介绍了气敏传感器检测气体的工作原理,详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。与传统的检测技术相比,此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。 【关键词】 酒精检测仪8039单片机非线性校正酒敏传感器

目录 一.设计目的 (1) 1.1设计背景 (1) 二.设计任务与要求 (1) 2.1设计任务 (1) 2.2 设计要求 (3) 三.设计步骤及原理分析 (3) 3.1设计方法 (3) 3.2设计步骤 (4) 3.3设计原理分析 (5) 四.课程设计小结与体会 (7) 五. 参考文献 (8)

一.设计目的 各行各业的工作,例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作,都会造成严重的事故。用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测,对违章饮酒者进行重罚,促使每个人增强遵章守纪的意识,消除隐患,对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准,从医学的角度看是可行的。人体摄入乙醇越多,血液中乙醇的溶解量就越大,从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。而酒精的即时检测,有助于社会各方面的安全,特别是交通的安全。 二.设计任务与要求 2.1设计任务 系统的设计要求考虑到方方面面。本系统各个重要方面,如两个方面: 1.呼出气体的测量方法 对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右,而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程,在这个过程中,浓度有一个最大值。 2.数据的显示方法 如果采用即时显示,检测者在短短的一秒钟内既要观察被检 1

文献综述范本

重庆工商大学 毕业论文(设计)文献综述计信学院计算机科学与技术专业(本科) 10级软件1 班 课题名称:基于Android的手机系统 助手软件的实现 学生姓名:学号: 指导教师:职称:

基于Android的手机系统助手软件的实现 【摘要】随着手机的普及以及手机应用的深入人心,近几年“智能手机”成为了人们关注的话题。在现今这个智能手机系统群雄纷争的时候,2008年Google 推出了一款名为Android的开源智能手机操作系统。Android凭借其开放性和良好的人机界面,受到广大手机生产商的重视。 Android是基于Linux平台的开源手机操作系统的名称,该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,而且不存在任何以往阻碍移动产业创新的专有权障碍,号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。 从Android的从业角度分析,Android的开发概括为两类:一是系统开发,包括低层linux内核的裁剪和扩展,硬件驱动的开发和系统移植等,从业人员主要工作在硬件厂商的公司里:而是应用开发,主要包括游戏开发、Android互联网客户端开发和工具软件开发等。随着用户群体的不断壮大,Android系统有望成为手机操作系统的“Windows”所以Android应用开发应用需求将非常大。据库技术在信息管理当中的地位不言而喻,它已经成为先进信息技术的重要组成部分,是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。 【关键词】Android、智能手机、应用开发 一、Android简介 1、Android的前世今生 Android平台是开放手机联盟为创造一代更好的移动电话而合作开发的产品。该联盟由谷歌领导,成员包括移动运营商,手机设备制造商,元件制造商,软件解决方案和平台供应商以及销售商。从软件开发的角度,机器人立足于开源世界。 市场上第一款基于Android系统的手机G1由HTC制造并供应给T - Mobile 用于销售。然而,该设备从放出风声到真正发布,用了大概一年的时间,因为发布的sdk补丁累计了一年才使唯一的软件开发工具变得可用。随着G1发布日期的临近,Android团队发布了SDK1.0,为新的平台而设计的应用也开始浮出水面。

红外传感器文献综述

单位代码01 学号 分类号TN7 密级 文献综述 关于红外报警器的综述 院(系)名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年3月20日

关于红外线报警器的综述 摘要 随着社会的发展,科学技术的进步和安全防范意识的增强,人们越来越注重自身所处的环境是否安全。当家中无人或者仅有老人孩子在家时,必须考虑家庭成员生命和财产的绝对安全。目前,许多住宅小区的安防主要依靠安装防盗窗、防盗门以及人工防范。这样不仅有碍美观,不符合防火的要求,而且不能有效地防止坏人的侵入。报警器的应用类型非常多,但热释电红外线报警器是最广泛的,因为它的制作简单、成本低,安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,具有较高的应用价值。 本文简要通过对红外报警器组成的个个模块进行分析,介绍了红外报警器的两种常见方式即:主动式和被动式,进而又分析了两种方式的选择原则,最后有对红外线报警器的发展前景进行了预测。 关键词:红外线,热释电传感器,报警器,单片机

引言 随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对其住宅的要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所,而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地,经济的快速增长也带来了相当大的负面社会效应,城乡、区域收入差距进一步拉大,流动人口也开始迅速增加,盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势,人们越来越渴望有一个安全生活的空间,但是犯罪分子的作案手段越来越高明,他们甚至采用一些高科技的作案手段,使得以往那种依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求。这时,传统的家庭住宅显然己经远远不能满足人们的需求。人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统,能可靠的进行日常安全防范工作,及时发现各种险情并通知户主,以便将险情消灭在萌芽状态,这样人们便可安心工作,同时也保证了居民的生命财产不受损失。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视,现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置,但多由于可靠性较差、功能单一或造价高而难于普及。 而随着电子通讯技术的飞速发展,单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭的低价位、运行可靠的智能型安全防范报警系统安全防范系统,对室内出现入室盗窃等自动发出报警信息并通知户主进行及时处理已经势在必行。 报警器的类型多种多样,例如:红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声光报警器等。 红外线作为一种不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。所以在众多报警器的分类方式中,红外线报警器由于简单实用,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠而被广泛应用。红外报警器直接决定系统的灵敏度与稳定性,是整个系统品质的保障,红外防盗报警器又称红外探测器。中国安防厂商在这些年,无论在技术的掌握与生产能力的提升上,均有明显的改善,这都归功于中国厂商的产品设计和生产技术,并致力于降低成本,使中国安防产品开始得到厂商们的认可,加上低价对于甲方有着重要的吸引力,使得本国产品在市场上成长迅速。虽然本国产品的品质仍与进口产品有段差距,但在用户对安防产品不熟悉的情况下,中国安防产品扔

气体传感器文献综述

` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档

气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类,介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理,并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器;特性;应用;发展方向 一、前言 目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题,影响到人民生活幸福感,甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重,各种工业废水,废气直接排入水体及空气,造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展,并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分,为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法,各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前,随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展,气体传感器的应用领域越来越广泛,在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面,越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为:物理传感器,化学传感器,生物传感器。按检测对象,化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器

空气流量传感器原理

空气流量传感器原理 车用空气流量传感器(或称空气流量计)是用来直接或间接检测进入发动机气缸空气量大小,并将检测结果转变成电信号输入电子控制单元ECU。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气,必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量,以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。如果空气流量传感器或线路出现故障,ECU得不到正确的进气量信号,就不能正常地进行喷油量的控制,将造成混合气过浓或过稀,使发动机运转不正常。电子控制汽油喷射系统的空气流量传感器有多种型式,目前常见的空气流量传感器按其结构型式可分为翼片(叶片)式、卡尔曼涡流式、热膜式等几种。 1、翼片式空气流量传感器 图9-9是翼片式空气流量计工作原理图,该空气流量传感器在主进气道内安装有一个可绕轴旋转的翼片。在发动机工作时,空气经空气滤清器过滤清器过滤后进入空气流量传感器并推动翼片旋转,使其开启。翼片开启角度由进气量产生的推力大小和安装在翼片轴上复位弹簧弹力的平衡情况决定。当驾驶员操纵加速踏板来改变节气门开度时,进气量增大,进气气流对翼片的推力也增大,这时翼片开启的角度也增大。在翼片轴上安装有一个与翼片同轴旋转的电位计,这样在电位计上滑片的电阻的变化转变成电压信号。 当空气量增大时,其端子VC和VS之间的电阻值减小,两端子之间输出的信号电压降低;当进气量减小时,进气气流对翼片的推力减小,推力克服弹簧弹力使翼片偏转的角度也减小,端子VC与VS之间的电阻值增大,使两端子间输 图9-9 翼片式空气流量计工作原理 出的信号电压升高。ECU通过变化的信号电压控制发动机的喷油和点火时间。2、卡曼涡旋式空气流量传感器 为了克服动片式空气流量传感器的缺点,即在保证测量精度的前提下,扩展测量范围、并且取消滑动触点,人们又开发出小型轻巧的空气流量传感器,即卡曼涡旋式空气流量传感器。野外的架空电线被风吹时会嗡嗡发出声响,风速越高声音频率越高,这是因气流流过电线后形成涡旋所致,液体、气体等流体中均会发生这种现象,利用这一现象可以制成涡旋式流量传感器。在管道里设置柱状物,使流体流过柱状物之后形成两列涡旋,根据涡旋出现的

烟雾报警器设计制作【文献综述】

文献综述 电子信息工程 烟雾报警器设计制作 摘要:面对人类社会经济与技术急速发展的时代,伴随着电子、计算机、通讯和现代控制技术的快速发展,现代火灾报警控制器这一高技术产品正向着智能化,网络化发展。本文主要讲述了传感器在火灾报警方面的运用,介绍了烟雾报警的工作原理以及传感器的种类以及未来发展的趋势。 关键词:传感器;火灾报警器;新技术 1.烟雾报警系统的组成部分简介及其相关应用 1.1 烟雾报警器行业的现状、发展及特点 二十多年前,中国的消防报警产品才刚刚起步,无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性,还是社会影响程度都是相当低的。国外的产品和品牌一统天下,占领中国的大部分市场。由于中国的建设正在飞速发展,市场大的惊人,难道这由中国发展带来的成果只能由外国企业来瓜分?可幸的是中国企业抓住了机遇,顶住了挑战,先是一批国家的科研院所,后是一批国营企业、民营企业,业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英,花了十多年时间,通过几次产品更新换代,就使自己的产品紧紧跟上了国际水平,并且夺回了大部分国内市场,使得现在大多国外产品只有招架之功,这是典型的自力更生,走自己的路。当然目前而言,我们基本占据的是国内市场,对外还刚启动。中国企业正虎视眈眈,准备进军海外市场。 消防报警产品是一个系列产品,包括火灾探测设备、信息传输设备、报警分析控制器、消防控制联动。是物理传感技术、自动控制、计算机技术、数据传输和管理、智能楼宇等技术的综合集成,属于高新技术。依托中国多年的基本建设的发展,这个行业也得到发展,具备了和国外知名企业抗衡的能力。在目前中国许多冠名以高新技术的行业中,中国企业大多做的是下游的制造和服务,分取极少一部分的利润,象消防报警产品那样又拥有自我知识产权,又拥有大量市场的行业其实是很少的。 在消防报警产品的技术含量上,国内产品和国外产品差距不是很大,许多指标已经超越,存在的问题是:类似于国外消防报警产品的大批量规模化的生产才刚起步,有待于积累经验和技术;也因此在产品一致性和长期稳定性上有一些差距;国内正在形成权重的大型企业和集团,这样可以带领国内的各家企业去冲击海外市场,并最终占领海外的消防报警市场。 1.2火灾探测器的简介

传感器技术文献综述_百度文库重点

传感器技术文献综述 学校邕江大学专业 09信息学号 40号姓名赵丽霞 一、摘要 传感器技术是综合多种学科的复合型技术, 是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别, 对每一类别进行综述, 分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。 二、关键词:传感器 三、引言 传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术, 是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术, 而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代” 的到来,作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展, 其应用领域越来越广, 人们对其要求越要越高, 需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟, 相反在很多方面它还只是一项新兴的技术, 依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境, 迅速准确的处理传输客户所需求的信号, 并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。 四、传感器 传感器是一种物理装置, 能够探测、感受外界的信号、物理条件 (如光、热、温度、湿度等或化学组成, 并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样,精确快速地感

受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题, 所以还需要不断的改进。然而,有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了, 我们应该取其精华。因此, 我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题。 模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。在我们的生活中, 大自然还有很多聪明的发明, 这些都可以应用到我们现在所讨论的传感器技术中。比如鲸鱼、鸽子能够探测到地球微弱的磁场并根据其来确定旅行路线; 双髻鲨能都根据探测到微弱的生物电来捕食, 在它的双髻上分布着许多微小的孔,传感器也可以设计成与此相同的结构来探测微弱的电磁波, 并可以将此项技术应用到医学中来检测人体的健康;苍蝇的嗅觉特别灵敏,远在几千米外的气味也能嗅到,仿生学家根据苍蝇嗅觉器官的结构和功能,利用活的苍蝇,把非常纤细的微电极插到苍蝇的嗅觉神经上仿制成一种十分奇特的小型气体分析仪,用来检测舱内气体的成分。此外,还有很多的动物都具有特异功能,可以利用这些大量的自然资源来实现我们对自然界一些信息的需求,可以直接利用动物,降低成本,可以根据研究其特异功能的机制, 改进现在的传感器。 目前的传感器往往仅能感知一种或几种物理量。因此, 要尽量集成传感器的功能。在实际中, 需要检测的物理量往往不是唯一的, 这样就需要多种传感器共同工作来完成对这些物理量的检测, 浪费了大量资源, 比如人力资源——我们要花费大量的时间与精力去部署以及维护这些节点, 通信资源——每个节点都会向基站发送信号, 占用带宽, 容易造成数据拥堵。要求一种传感器可以同时感知多种物理量比较困难, 这样可以将多种传感器固定在同一装置上, 通过程序让它们在分配间隙时间内轮流工作发送数据, 间隙时间越短, 该传感器的整体测量效率也就越高。但如果对测量的实时性要求不高的话, 一个传感器装置就可以达到预期效果。也可以在监测区域分布多个的装置, 编制程序, 使在同一时刻能够测量到多种物理量。 五、智能传感器

气体流量传感器的数据处理技术

气体流量传感器的数据处理技术 气体流量传感器可直接测量介质的流量,其测量结构不受被测介质温度、压力、密度、黏度变化的影响,虽然对外界振动较敏感,但对流体分布不敏感。 气体流量传感器的数据处理技术,气体流量传感器的数据处理技术提供了一个“通往处理的窗户”,当浏览这个窗户时,首先集中在测量管振动频率附近的信号上。实际上,有意地抛弃了其余的信息,很可能正是隐藏在这些“无用的”数据里的信息会铺平通往新的诊断技术的道路。例如,https://www.doczj.com/doc/3c14707431.html,频谱分析可能会引导我们取得在夹杂空气或团状流动流体测量上的进展,流体在测量管内壁的附着也是另一个有希望被DSP技术检测到的故障,频谱的变化也很可能被用于预测传感器的故障。 气体流量传感器的适用特点 1.测量管形式不一,常见的有以下几种。直管式:加工简单,易制造,不易启振,故管壁需薄一点,使用寿命较短;弯管式:容易启振,管壁可厚一点,气体流量传感器的机械加工复杂些,振动频率要选大一点;单管式:不用分流,零点稳定,机械加工简单,但易受外来振动影响;双管式:不受外来振动干扰,分流不均匀会造成零点变化,机械加工也复杂些。 2.信号处理技术难度大,零点易漂移,不适合低压、低密度气体测量。 3.测量管与工艺管道相对位置可以是平行的(大多数产品采用的

方式),也可以是垂直的。但是只要流量传感器不在工艺管道轴向振动平面内,流量计的抗振动干扰能力可增强。对于质量流量计的测量精度,很多产品上标注的是基本误差+零点不稳定性。仪表制造厂商将流量计精度定得很高,一般是(±0.15%~±0.5%)R。但是量程比也定得很大(100:1),仪表流量上限取得很高。因此流量计的实际测量精度不可能这样高,特别是流量计在小量程段测量流量时,很难保证仪表有高精度。 气体流量传感器虽然压力损失较大,但对各种流体适应性强、抗振干扰能力强,能够获得较高的测量精度。

气体检测技术文献综述

气体传感器-----文献综述 气体传感器文献综述 指导老师:胡赤鹰 ndang/'word文档 控制科学与工程学系自动化0701班林增辉 3061101271 一、背景介绍 目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会的关注。环境问题已经成了重大的民生问题,成为影响人民生活幸福感的重要因素。在一些地方,环境问题已经严重威胁到群众健康。 环境监测是解决环境问题的基础性工作,其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。 气体检测是环境检测的重要部分,国内各大城市都相继建立了空气质量检测机构,通过电视、互联网等媒体及时向社会发布当地空气质量状况。而一些特殊的工作场所,如化工厂、煤矿、垃圾处理场,对气体的检测有着更高的要求。由于气体的不可见性(大部分气体为无色)和扩散性,气体传感器是气体检测最基础的部分。气体传感器的研究成果,直接影响到气体检测技术的发展。 国内外研究现状 2.1 气体检测仪表气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、

显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键最基础的部分。气体检测仪表的工作原理是根据混合气体中待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别;或待测组分在特定环境中表现出来的物理、化学性质的不同来检测待测组分的含量。因此,气体成分的分析方法基本上都是基于物理式、化学式和物理化学式等原理。 2.2 气体传感器气体传感器是传感技术中的重要组成部分,能将气体特定成分检测出来,并将其转成适当信号,若与微机结合进行在线监控,会大大提高分析速度和准确度。 自1962年日本研制出第一种可燃性气体传感器之后,气体传感器从理论到应用均得到迅速发展,已广泛应用在各个领域。历次国际性传感器会议中与气体有关的传感器均为重要内容之一。我国有关传感器技术方面的会议召开过多次气体传感器方面报告均占30%以上,多着达40%,气敏元件和气体传感器已成为传感技术中的独立分支。 2.3 气体传感器分类 目前常用的气体传感器可分为:半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、光学气体传感器等。 2.3.1 半导体气体传感器 半导体气体传感器的检测原理是,当传感器的表面氧化物吸附某些气体时,电导率将发生改变,利用改变的电导率来检测气体及其浓度。 从材料的应用范围、普及程度以及实用性来看,半导体气体传感器应用最为广泛,成本低廉,在气体传感器中约占60%。它的缺点是稳定性较差,受环境影响较大;尤其,每一种传感器的选择性都不是唯一的,输出参数也不能确定。因此,

气体流量传感器选型介绍

气体流量传感器可能之前不是很了解,其实它也气体流量传感器的一种。气体检测仪所用的传感器是气体流量传感器的一种,气体流量传感器是一种将气体的成份、浓度等信息,有效转换为可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。那么,我们应该如何更好地选择气体检流量传感器呢? 首先要流量传感器的线性范围气体流量传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲,在此范围内,灵敏度保持定值。气体流量传感器的线性范围越宽,则其量程越大,并且能保证一定的测量精度。在选择气体流量传感器时,当气体流量传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上,任何流量传感器都不能保证绝对的线性,其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时,在一定的范围内,可将非线性误差较小的气体流量传感器近似看作线性的,这会给测量带来极大的方便。然后再确定气体检测仪传感器的类型气体流量传感器的类型应根据测试气体对象与使用环境来综合考虑。在进行具体测量工作之前,我们首先要考虑可燃气体检测仪应采用何种原理的气体流量传感器,这需要综合考虑多方面的因素之后才能确定。 因为,即使是测量同一物理量,也有多种原理的气体流量传感器可供选用,哪一种原理的气体流量传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑。建议可以从气体检测仪的量程大小;信号的传递方法(有线或是非接触测量);被测位置对传感器体积要求;传感器产地(国产或进口);价格合适以及测量方式https://www.doczj.com/doc/3c14707431.html,(接触式或非接触式)等六个方面来选用何种类型的传感器。谨记着两点还是很重要的,至少能帮助你在选择气体流量传感器中起到一定的作用,希望能帮助即将要购买气体流量传感器的朋友们!!

文献综述

火灾自动报警系统 缓解城市用地紧张的角度出发的,同时考虑便于集中供电、供热、供气,便于集中管理和控制,例如便于计算机管理控制系统和闭路电视及共用天线系统的应用等。高层大型建筑不论普通型(如民用住宅)还是豪华型(如火灾自动报警及其消防联动系统,作为火灾的先期预报、火灾的及时扑灭、保障人身和财产安全,起到了不可替代的作用。火灾自动报警系统是为了人们及时采取有效措施,控制和扑灭火灾,而设置在建筑物中或其他场所的一种自动消防设施,是人类同火灾做斗争的有力工具。本系统可负责不断地监视现场的温度、浓度等,并不断反馈给报警控制器,控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾[1]。当发生火灾时,可实现声光报警、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等,是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器,具有一定的实用价值。 现代建筑的特点是高层大型建筑增多。这主要是从高级宾馆),都日益重视防火和保安技术的普及应用。国家建筑防火规范规定,住宅楼高10层以上、建筑物高24m以上的均为高层建筑范畴。高层建筑楼层多,人员密集,如果发生火灾,疏散困难,扑救也困难。因此高层建筑,特别是高级宾馆及居民楼,一旦失火,损失严重,极有可能造成人员饬亡。为了保证高层建筑安全可靠,万无一失,必须从建筑设计上采取防范措施,安装功能齐全可靠的自动报警与消防系统。 传统的火灾系统探测报警是根据某种单一的火灾探测器所采集的火灾探测参数,采用阀值比较法来判定火灾的[2]。但是,火灾信号的多样性和探测器类型的单一性之间的矛盾是的误报的现象十分普遍。为了能够提早准确报警,目前大量的研究人员正在研制智能型探测器来取代传统的单一传感器,用于区分非火灾信号和火灾信号。人工嗅觉模拟技术数以新兴的多学科交叉技术,它由气敏传感器阵列、模拟识别系统、信息提取技术三部分组成[3]。人工嗅觉技术应用于火灾火灾报警报警系统中可以利用气体传感器矩阵列完成火灾信息的数据融合,增加信息可靠性:模式识别中的模糊神经网络算法完善了火灾判断规则,增加判别的灵活性:多种信息提取技术能使非线性信号线性化,使火灾判别更简单化。如果对多传感探测器的信息只是进行简单的或非判断,相当于把多传感器进行简单的组合,并不能充分发挥多传感探测器的有效作用。而人工嗅觉模拟技术中的气体

气体传感器文献综述

气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545

气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类,介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理,并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测范围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器;特性;应用;发展方向 一、前言 目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题,影响到人民生活幸福感,甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重,各种工业废水,废气直接排入水体及空气,造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展,并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究内容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分,为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法,各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前,随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展,气体传感器的应用领域越来越广泛,在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面,越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具,主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为:物理传感器,化学传感器,生物传感器。按检测对象,化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器

传感器论文(基于气敏传感器的厨房火灾报警系统)

传感器制作报告 基于气敏传感器的厨房火灾报警系统 摘要: 厨房是人们日常生活的重要活动场所之一。随着我国经济的飞速发展,厨房也经历了一场变革,许多市民家庭、酒楼饭店实现了厨房电气化,但同时也增加了火灾负荷。近年来因为厨房失火而造成的火灾频繁发生,不仅极大地影响了民众生活,对财产造成了极大破坏,更有可能危及人们的生命。厨房火灾的危害性不容轻视。本文基于以上考虑,通过基于气敏传感器的厨房火灾报警系统设计,旨在尽早提醒人们厨房火灾将要发生或已经发生,及早发现灾害,进行灭火措施的操作,避免火灾的发生,尽量减少其危害。该报警系统适用于一般家庭厨房、酒楼饭店较大型的厨房。 Abstract: Kitchen is one of the most important activity places in people’s life.Along with the rapid development of China's economy, kitchens are also experiencing a great change. While many families and restaurants are kitchen-electrification realized, the fire load are also increased. In recent years, fire happened in the kitchen occurs frequently, which not only greatly influence the public, leading to great loss of property, but alse endanger people's life. The damange of kitchen-fire can’t be ignored. According to the considerations mentioned above, the Design of Kitchen-fire Alarming System based on Gas Sensors, aims to alarm people the disaster of fire , trying to minus the damage. This alarming system is suitable for kitchens in normal families, as well as large kitchens in restaurants and hotels. 关键词: 厨房火灾气敏传感器报警系统 Key Words: Kitchen-Fire Gas Sensor Alarming System 一、绪论 火灾自动报警系统属于自动化范畴,是当前楼宇自动化的一个主要构成系统。其设置目的是为了防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全。火灾报警技术是预防火灾的一项基础工作,应用范围广泛。报警早,损失少,不仅对发生火灾的单位和个人具有重要作用,而且对公安消防监督机构及时扑灭火灾、减少人员伤亡和财产损失同样具有十分重要的现实意义。 二、设计思路 火灾自动报警系统主要由探测器(传感器)、报警器、排气装置三部分组成。探测器主要对是否有火灾发生进行判断,判断标准为火灾参数:烟雾浓度、有毒气体浓度、光、火焰辐射、温度等。 在确认火灾发生后,通过报警器产生信号,如声音、灯光等方式告知人已有火灾发生。 具体设计思路如下: (1)探测器

单片机传感器参考文献

[1] 王青云. 基于单片机的温度测量系统[J] 2010,(05). [2] 彭立,张建洲,王少华. 自适应温度控制系统的研制[J]东北师大学报(自然科学版), 1994,(01) . [3] Jack Shandle. 即将来临的32位浪潮——ARM构架在32位微控制器领域的应用[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(03) . [4] 刘侃,张永泰,刘洛琨. ARM程序设计优化策略与技术[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(04) . [5] 何立民.从Cygnal 80C51F看8位单片机发展之路.单片机与嵌入式系统应用[M],2002年,第5期:P5~8 [6] 夏继强. 单片机实验与实践教程. 北京:北京航空航天大学出版社, 2001 [7] 徐惠民、安德宁.单片微型计算机原理接口与应用.第1版[M].北京:北京邮电大学出版社,1996 [8] 张媛媛,何怡刚,徐雪松. 基于C8051F020的温湿度控制箱设计[J]国外电子元器件, 2004,(10) . [9] 江孝国,王婉丽,祁双喜. 高精度PID温度控制器[J]电子与自动化, 2000,(05) . [10] 于洋. 高低温试验箱微机自动控制系统的设计[J]工业仪表与自动化装置, 2003,(02) . [11] 沈聿农.传感器及应用技术[M].北京:化学工业出版社,2001. [12] 范晶彦.传感器与检测技术应用[M].北京:机械工业出版社,2005. [13] 王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. [14] 金发庆.传感器技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2006. [15] Goldman JM, Petterson MT, Kopotic RJ, Barker SJ.Masimosignal extraction pulse oximetry[J].J Clin Monit Comput.2000;16(7):7 5-83. [16] D. Tulone. On the feasibility of global time estimation under isolation conditions in wireless sensor networks. [17] 王春晖. 环境试验箱中制冷系统的原理分析及优化概述[J]电子质量, 2003,(12) [18] 李建中. 单片机原理及应用[M]西安电子科技大学出版社,2010.(02) [19] 周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京:北京航空航大大学出版社,2005. [20] 何立民.单片机高级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001. [21] 夏继强.单片机实验与实践教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2001. [22] 徐惠民,安德宁.单片微型计算机原理接口与应用[M].北京:北京邮电大学出版社,1996. [23] 李广第.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999. [24] 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用[M]. 天津:天津大学出版社,2001. [25] 杨清梅,孙建民.传感器与测试技术[M].哈尔滨: 哈尔滨工程大学出版社,2005. [26] 范晶彦.传感器与检测技术应用[M].北京:机械工业出版社,2005. [27] 王俊峰,孟令启.现代传感器应用技术[M].北京:机械工业出版社,2007. [28] 宋文绪,杨帆.自动检测技术[M].北京:高等教育出版社,2000. [1] 王青云. 基于单片机的温度测量系统[J] 2010,(05). [2] 彭立,张建洲,王少华. 自适应温度控制系统的研制[J]东北师大学报(自然科学版), 1994, [3] YD. Tulone. Is it possible to ensure strong data guarantees in highly mobile [4] Jack Shandle. 即将来临的32位浪潮——ARM构架在32位微控制器领域的应用[J]单片机与嵌入式系统应用, 2004,(03) .

气体传感器

上海大学2010 ~2011 学年春季学期研究生课程论文 课程名称:气体传感器课程编号:011103925论文题目:基于半导体金属氧化物的挥发性有机化合物(VOCs)气体传感器的研究进展作者姓名: 潘兰英学号: 10720170 成绩: 论文评语: 任课教师签名: 批阅日期: 注:后接课程论文的正文,格式参照公开发表论文的样式。

基于半导体金属氧化物的挥发性有机化合物(VOCs) 气体传感器的研究进展 潘兰英 (上海大学理学院化学系200444) 摘要:近年来,由挥发性有机物所带来的空气污染问题日趋严重。因此利用气体传感器对VOCs进行早期检测是很有必要的。而在众多气体传感器中,基于半导体金属氧化物传感器是最有前途的一种。本文综述了各种半导体金属氧化物对VOCs的检测,并对其发展进行了展望。 关键词:挥发性有机化合物半导体金属氧化物气体传感器 The Research Progress of Volatile Organic Compounds Gas Sensing Based on Semiconducting Metal Oxide Abstract: Air pollution by VOCs has drawn considerable attention in recent years. Therefore, the development of gas sensors for early detection of VOCs is necessary. Among the gas sensors, the semiconducting metal oxide-based gas sensor is the most promising way. This review focuses mainly on the various semiconducting metal oxide-based gas sensors for detection of VOCs, and discusses its development. Key words: volatile organic compounds semiconductor metal oxide gas sensors 1.介绍 1.1 选题背景及意义 大气中的污染物达到一定浓度就会对人、动物、植物造成危害。而当今无论是在石油化工、涂料、药物合成、橡胶等生产过程,还是印刷、烤漆、电子元器件的脱脂、胶片织物涂层等工艺中,都会释放出苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙脂、丙酮、甲醇、甲醛等含挥发性有机化合物(VOCs)(Volatile Organic Compounds)废气。这些有害气体多数易燃易爆,其大量排放不但对局部区域生态环境而且对地球环境产生了严重的影响,是引起大气光化学烟雾、温室效应和臭氧层破坏的原因之一。[1]同时,挥发性有机废气又是危害人体健康的污染物质,常常伴随着异味、恶臭散发在空气中,对人的眼、鼻、呼吸道有刺激作用,对心、肺、肝等内

LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书要点

LWGQ型气体涡轮流量传感器使用说明书 1、概述 本说明书注意叙述了LWGQ气体涡轮流量计的标准技术规格、型号及其安装、操作和维修。请在使用前阅读本手册。但在手册中没有叙述用户的不同特点,也未对每一次的技术规格、结构或部件的修改作订正,因为有些修改不会对仪器的功能和操作有影响。 LWGQ气体型涡轮流量传感器(以下简称传感器)是一种精密流量测量仪表,与相应的流量积算仪表配套可用于测量液体的流量和总量。广泛用于石油、化工、冶金、科研等领域的一般气体、天然气、煤气等气体计量、控制系统。 传感器和输出放大器有多种组合(详见型号规格代码表),该传感器还可与控制室中的二次仪表或控制器相连,实现积算、传输和控制功能。 2、技术性能 传感器的公称通径、流量范围、流体温度、公称压力、环境温度、相对湿度、最大压力损失见表1,型号、规格代码表见表2。

注:1、法兰连接尺寸按JB/T 81-1994或JB/T 79-1994。 2、有*者为特殊定货 3、结构与工作原理 3.1结构 传感器的结构如图1所示,它主要由壳体、前导向架、叶轮、后导向架、压紧圈和带放大器的磁电感应转换器等组成; 3.2工作原理 当被测流体流经传感器时,传感器内的叶轮借助于流体的动能而产生旋转,叶轮即周期性地改变磁电感应系统中的磁电阻,使通过线圈的磁通量周期性地发生变化而产生电脉冲信号,经放大器放大后传送至相应的流量积算仪表,进行流量或总量的测量。 4、外形尺寸及安装 4.1外形尺寸 1、公称通径DN15~25(公称压力PN6.3Mpa 见图2,表3)

2.公称通径DN40~80,在公称压力PN1.6Mpa和PN2.5Mpa时,法兰连接尺寸DN100~200中,带括号者为公称压力PN2.5Mpa的法兰尺寸。DN250,300公称压力PN1.6Mpa。 3.一般出厂产品配公称压力PN1.6Mpa的法兰。 4.2安装 1.安装的场所 传感器应在被测气体的温度为-20~+60℃,环境相对湿度不大于95%的条件下工作。从维护方便角度考虑,应安装在容易拆换和避免配管振动或配管有应力影响的场所。考虑到对放大器的保护,应尽量避免使它受到强的热辐射和放射性的影响。同时,必须避免外界强电磁场对检测线圈的影响,如不能避免时,应在传感器的放大器上加设屏蔽罩,否则干扰将会严重影响显示仪表的工常工作。 2.安装的位置 传感器应水平安装,安装时传感器上的指示流向的箭头应与流体的流动方向相符。 3.配管要点

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档