钴酸镧基一氧化碳传感器的研究
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一氧化碳传感器气体传感器简述一、电化学一氧化碳气体传感器电化学一氧化碳气体传感器工作原理:基于电化学原理开发的一氧化碳气体传感器是目前广范应用于各类工业现场、矿山、家居环境中防止一氧化碳中毒的一种毒性气体传感器。
其工作过程遵循法拉第定律。
可简单表述为利用一氧化碳气体在传感器中工作电极上的电化学氧化过程,氧气在对电极上的电化学还原过程。
一氧化碳气体电化学反应所产生的电流与其浓度成正比并遵循法拉第定律。
这样,通过测定电流的大小就可以确定待测气体的浓度。
该种传感器设计的理念最初主要基于预防工业、矿业等现场群体性一氧化碳中毒事件的发生,因此器件的精度和可靠性是其设计的最核心内容。
工艺技术的不断成熟、制造成本的快速降低,使得在工业用一氧化碳传感器技术基础上衍生的用于家居环境中的一氧化碳传感器大规模应用变成现实,其具有的工业应用产品标准的品质使其几乎成了欧美发达国家居民家庭一氧化碳检测的唯一选择。
电化学一氧化碳气体传感器特性:1.功耗低,能满足严格防爆要求。
由於它是一只电池,响应时不消耗能量,所附加的恒定电位较低,一般在几十毫伏至二百毫伏内,且漏电流极小,约为零点几微安。
因此这种传感器用一节五号电池便可连续工作数百小时。
再则这种传感器在室温中工作,对CO等易燃易爆气体使用较安全。
它可在地面恶劣环境中使用,也可在地下坑道中使用,能够满足严格的防爆要求。
2.有较好的抗干扰性能。
由於由不同气体的电极和电解液组成、配方均不同,它们的电极电位不同,反应电流的最佳电极电位也不相同,因此具有较好的抗干扰性能。
如在实验中测定CO气体传感器的响应电流时,测量不受甲烷、汽油气、NO、NO2、SO2等气体的干扰。
3.有稳定的较高的输出性能。
由于工作电极是在恒定电位下工作,被测气体能产生稳定的电化学反应,因而保证了这种气体传感器有优良的稳定输出性能。
只要加在参比电极上的电压不变,它的输出响应就不会发生突变。
因此这种传感器的测量精度较高,可达到0.5×10-6。
co电化学传感器反应方程式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:一、引言二、co电化学传感器的反应原理co电化学传感器的工作原理基于一氧化碳的氧化还原反应。
一氧化碳在电极表面发生氧化还原反应,生成二氧化碳和电子传导,电子沿着电极表面传输并产生电流信号,通过测量电流信号来监测一氧化碳浓度。
co + 2H2O -> Co2+4H+ + 4e-作为co电化学传感器的核心部件,传感材料的选择至关重要。
传感材料需要具有高的氧化还原活性、优良的电化学性能和较高的选择性。
常用的传感材料包括催化剂、纳米材料、金属氧化物等。
1. 金属氧化物:金属氧化物具有优良的氧化还原性能和电导性能,常用的金属氧化物包括二氧化钨、二氧化锡等。
2. 催化剂:常用的催化剂包括铂、钴、镍等,这些催化剂具有良好的氧化还原活性和高的选择性。
3. 纳米材料:纳米材料具有较高的比表面积和较好的电化学性能,能够提高传感器的响应速度和灵敏度。
常用的纳米材料包括碳纳米管、氧化石墨烯等。
通过选用合适的传感材料,可以提高co电化学传感器的检测性能和稳定性。
co电化学传感器具有灵敏度高、响应速度快和操作简便等优点,被广泛应用于环境监测、生物医学和食品安全等领域。
具体应用包括:1. 空气质量监测:co电化学传感器可以用于监测车辆尾气排放中的一氧化碳浓度,帮助减少空气污染和改善城市环境。
2. 无线传感器网络:co电化学传感器可以与无线传感器网络结合,实现对环境中一氧化碳浓度的实时监测,保障人们的生命安全。
3. 医学诊断:co电化学传感器可以用于监测患者呼吸道中的一氧化碳浓度,帮助医护人员诊断疾病和调节治疗方案。
4. 食品安全检测:co电化学传感器可以用于检测食品中的一氧化碳浓度,确保食品质量和消费者健康。
五、总结第二篇示例:co电化学传感器的工作原理是利用一氧化碳与电极表面发生氧化还原反应来产生电流信号,从而实现对一氧化碳浓度的监测。
在co电化学传感器中,一般采用铂电极作为工作电极(阳极)、铂或氧化铁作为对比电极(阴极)、以及氯化银/氯化银-氯化钾电解质作为参考电极。
井下一氧化碳传感器调校标准
井下一氧化碳传感器是煤矿安全监测系统中的重要组成部分,其主要作用是检测井下空气中的一氧化碳浓度,保障矿工的生命安全。
而传感器的调校标准则是保证其准确性和稳定性的重要保障。
一氧化碳传感器的调校标准主要包括以下几个方面:
1. 环境温度:在进行传感器的调校之前,需要保证环境温度稳定,通常要求在20℃左右。
如果环境温度过高或过低,都会对传感器的准确性产生影响。
2. 气压:传感器的灵敏度受气压的影响比较大,因此在进行调校之前需要对气压进行校准。
一般来说,气压的标准值为101.3kPa。
3. 标准气体:传感器的调校需要使用标准气体进行比对,以保证传感器的准确性。
标准气体的选择应该与实际使用环境相符合,通常选用一氧化碳浓度为50ppm的标准气体。
4. 测量范围:在进行传感器调校时,需要明确其测量范围,并在标准气体的浓度范围内进行调校。
如果超出了传感器的测量范围,则会对其准确性产生影响。
5. 调校方法:传感器的调校方法通常分为手动调校和自动调校两种方式。
手动调校需要人工干预,通常需要使用专业的调校工具。
而自动调校则是指传感器自身具备自动调整功能,可以自动校准。
总之,井下一氧化碳传感器的调校标准是保障矿工安全的重要措施之一。
只有按照标准要求进行调校,才能保证传感器的准确性和稳定性,从而更好地保护矿工的生命安全。
一氧化碳探测报警传感电路设计论文关键词:气敏传感器UL281单稳延时电路稳压电路热清洗蜂鸣报警论文摘要:CO是人们日常生活生产中常见的有毒气体,无色无味,不易被人们发现,当人处在CO气体之中是十分危险的,甚至威胁到生命安全。
在我国北方冬季用煤炭取暖的居民危害最大的就是一氧化碳中毒,因为该气体易在不能充分燃烧的条件下产生。
设计出能检测到CO气体并能报警的电路是十分必要的,在满足基本要求的基础上,电路的设计还要考虑到传感器部分要具有良好的温度、湿度稳定性。
根据生产生活需要设计CO探测报警电路,选用对CO有极高灵敏度的气敏传感器UL281作为报警电路探头,结合UL281结构及其功能,设计与之功能特点相匹配的电路,这些电路由单稳延时电路、稳定电源供电电路、探测电路(热清洗电路)、电压输出电路、报警电路和元件损坏电路。
将电源接通经过热清洗后将传感器放置在清洁空气中,由于敏感元件的电阻很大,IC2 放大倍数近似于1。
因此用电压表测量H、L点之间的电压很小,电路不报警,可调节电位器RP2 ,可改变IC3的负输入电压,电路最终完成之后,调节滑动变阻器RP2 ,使IC3的负输入电压为2.9V。
将传感器放大装有300ppm气样的密封塑料袋内,调节RP1,使IC2的输出为3.00V。
此时电压比较器IC3正输入大于负输入,其输出正饱和而使VT3导通报警。
第一章概述第一节传感器的概述及组成一、引言CO是人们日常生活生产中常见的有毒气体,无色无味,不易被人们发现,当人处在CO气体之中是十分危险的,甚至威胁到生命安全。
我国的CO报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程,其智能化程度也越来越高,其系统复杂、成本较高。
而在居民住宅区、机房、办公室等小型单位场所,需要设置一种单一、廉价实用的CO探测报警装置,基于此种现象,应用所学的电路知识设计出一种简单易于实现,低成本的CO报警电路,不仅对于所学知识是一次综合复习的机会,而且更是练习如何应用所学的书本知识解决实际生产生活问题的能力,这是相当必要的。
煤矿一氧化碳传感器标校流程
一、设备准备
1. 选择待标校的煤矿一氧化碳传感器;
2. 选择适合该型号传感器的标校设备;
3. 准备零氧化碳含量的气体,如纯氮气;
4. 准备已知浓度的一氧化碳标称气体。
二、环境准备
1. 选择通风良好的标校场地;
2. 检查标校设备是否正常工作;
3. 检查传感器与标校设备接口是否通畅。
三、标校操作步骤
1. 使用零氧化碳气体对传感器进行零点标定;
2. 使用标称浓度一定的一氧化碳气体对传感器进行线性标定;
3. 重复第二步,标定不同浓度的一氧化碳,绘制线性回归直线;
4. 确定传感器的误差范围。
四、记录与保存
1. 记录每次标定得到的传感器响应值;
2. 绘制整条标定曲线及其参数;
3. 保存传感。
《铜铈催化剂的形貌可控制备及优先氧化一氧化碳性能研究》篇一一、引言随着环保要求的日益严格,催化剂在环境治理与能源转化中扮演着至关重要的角色。
铜铈催化剂作为一种重要的氧化催化剂,在众多领域如汽车尾气处理、工业废气处理以及能源转化等方面具有广泛的应用。
其形貌的可控制备对于优化其催化性能具有显著的影响。
本文旨在研究铜铈催化剂的形貌可控制备方法,并探讨其对优先氧化一氧化碳(CO)性能的影响。
二、铜铈催化剂的形貌可控制备1. 原料选择与处理本研究所用的主要原料为铜盐和铈盐。
在制备过程中,需对原料进行纯化处理,以去除杂质,提高催化剂的纯度和活性。
2. 制备方法采用溶胶-凝胶法、沉淀法、共沉淀法等多种方法进行铜铈催化剂的制备。
通过调整制备过程中的参数,如温度、pH值、浓度等,实现催化剂形貌的可控制备。
3. 形貌表征利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的铜铈催化剂进行形貌表征,观察其晶型、颗粒大小及分布等情况。
三、铜铈催化剂的优先氧化一氧化碳性能研究1. 实验装置与过程采用固定床反应器进行一氧化碳氧化实验。
将制备的铜铈催化剂置于反应器中,通入一氧化碳和氧气的混合气体,控制反应温度和气体流速,观察催化剂的活性及选择性。
2. 结果与讨论(1)催化剂活性分析通过对比不同形貌的铜铈催化剂在一氧化碳氧化反应中的活性,发现催化剂的形貌对其催化性能具有显著影响。
在一定的反应条件下,特定形貌的铜铈催化剂表现出更高的催化活性。
(2)一氧化碳转化率与选择性实验结果表明,不同形貌的铜铈催化剂对一氧化碳的转化率和选择性存在差异。
在优选的反应条件下,特定形貌的催化剂能显著提高一氧化碳的转化率,并表现出良好的选择性。
(3)催化剂稳定性分析通过对催化剂进行多次循环实验,发现其稳定性良好,表明制备的铜铈催化剂具有良好的耐久性和实用性。
四、结论本文研究了铜铈催化剂的形貌可控制备方法及其对优先氧化一氧化碳性能的影响。
一氧化碳报警器摘要随着工业的发展和汽车尾气的大量排放,空气遭到了严重的污染,同时在家庭生活中,煤气的不完全燃烧也将产生大量的一氧化碳气体,而一氧化碳气体的化学性质比较稳定,在室内通风条件不大好的情况下,可能引起人体中毒,产生致命后果。
因此需要对大气中的一氧化碳气体进行监测。
本文主要对一氧化碳报警器的原理进行了分析,其中重点分析了一氧化碳传感器探测信号的模式分类及识别,其原理是采用温度调制模式,基于统计学原理,采用贝叶斯公式对各模式进行识别。
对于一氧化碳传感器的信号处理方法,主要介绍了快速傅立叶变换方法(FFT)和离散小波变换方法(DWT)。
同时还对目前一氧化碳监测中存在的主要问题进行了初步的分析。
最后,根据一氧化碳传感器的原理,针对家庭中一氧化碳气体的监测,初步确定一氧化碳传报警器的设计要求,根据当前一氧化碳传感器的发展状况,选用MOTOROLA公司的MGS1100芯片进行一氧化碳报警器的设计。
同时对MGS1100传感器的结构及工作模式进行了介绍。
根据MGS1100芯片的结构及工作模式,设计了报警器电路,并对报警器的控制软件进行了初步的设计,最后完成了对一氧化碳报警器的调试,调试结果表明该报警器是可以在实际中使用。
关键词一氧化碳报警器;温度调制模式;传感器Co sannuncitorAbstractWith the developing of industry and exhaust gas expelling of cars, the atmosphere is polluting. At the same time, the incomplete inflammation of gas will produce much CO in family, and CO is a kind of gas which is stabilization in chemic character, will bring poisoning to person when the house is stuffiness. So it is need to monitor the CO in house.This paper analyzes the principle of CO sannunciator, focus on the analysis of the model classification and recognition of CO sensor, the operational principle of CO sensor is based on statistics and temperature moderate model. The signal process method of CO sensor include FFT (Fast Fourier Transform) and DWT (Discreet Wave Transform). At the end, introduce the main problem of CO monitor.At the end, based on the operational principle of CO sensor, according to the requirement of CO monitor in house, decide the parameters of CO sannunciator. According to the development of CO sensor, select MGS1100 of MOTOLORA to design the CO sannunciator. At the same time, introduce the structure and operational principle of MGS1100, and design the alarm circuit and control soft. At the end, finish the debugging of CO sannunciator, the result show the CO sannunciator can be used in realism.Keywords CO sannunciator;temperature moderate model; senso目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)课题背景 (4)研究的目的和意义 (4)一氧化碳报警器的发展状况 (5)第2章一氧化碳传感器信号处理技术 (8)气体传感器阵列信号处理技术 (8)信号预处理 (8)模式分类,识别和量化 (10)气体传感器温度调制及信号处理技术 (13)温度调制模式 (13)信号处理方法 (14)存在的问题 (15)本章小结 (16)第3章一氧化碳报警器的设计 (17)器件的结构原理 (17)器件的工作模式 (18)一氧化碳报警器的设计 (19)电路原理 (20)控制过程 (21)对于温度变化的特性处理(假设CO的浓度为60ppm)。
半导体一氧化碳敏感材料研究进展第4期2007年12月气象水文海洋仪器Meteorological,HydrologicalandMarineInstrumentsN0.4Dec.2007半导体一氧化碳敏感材料研究进展熊力,吴展,(1.大连x-,_ik大学信息工程学院,大连116034;刘玉洁2.长春气象仪器研究所,长春130012)摘要:金属氧化物半导体由于具有耐热,耐腐蚀,成本低廉等特点,常用于制作气体传感器的敏感元件.本文简要介绍了Sn02半导体材料,Ti02半导体材料作为一氧化碳敏感材料的最新研究进展.关键词:一氧化碳敏感材料;SnO2;Ti02;半导体材料研究进展中图分类号:TN304.92文献标识码:A文章编号:1006一O09X(2007)04—0057—031引言一氧化碳(CO)是一种无色,无味,有毒的气体.它与血液中的血红素的结合能力是氧的240 倍口.当CO进人人体血液循环系统后,就会与血红素结合成稳定的缔合物,使其失去输送氧气的能力,造成组织缺氧,轻者发生头痛,耳鸣,呕吐,眼花,四肢无力等症状,重者导致死亡.CO也是一种易燃易爆气体.当空气中CO含量达12.5~74时即可发生爆炸.许多情况下都会产生CO气体.金属冶炼,火灾,汽车尾气,煤气泄漏以及煤和煤气的不完全燃烧等都可导致空气中CO气体含量的超标,危害人们的身体健康与生命安全.因此快速,灵敏,准确地检测环境中CO具有非常重要的意义.CO气体传感器主要分为金属氧化物半导体型,电化学固体电解质型和电化学固体高分子电解质型等三种类型.其它,如触媒燃烧型,场效应晶体管型,石英晶体谐振型及光化学型等则使用较少.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CO气体含量的检测.本文仅就半导体一氧化碳敏感材料研究的最新进展作一简要综述.2半导体一氧化碳敏感材料研究进展2.1Sn02半导体材料一氧化碳半导体敏感材料中最常用的是SnOz.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.SnO半导体传感器的一个不足是选择性较差,易受其他还原性气体如Hz,NO,挥发性有机物等的干扰.为了提高选择性,常采取掺人贵金属材料来制备SnOz薄膜.刘文利等[2]采用先进的粉末溅射方法,制备了掺杂Pt的snO2薄膜, 该薄膜不仅提高了对CO的灵敏度和选择性,而且也降低了工作温度.易家宝等[3]在snO2中掺杂Pd,A1,T1,La等金属材料,制成了CO敏感元件,该元件对5O~5000ppm的CO表现出较高的灵敏度和稳定的响应特性.Y.Gurbuz[4]等发展了一种掺杂Pt的Pt—SnO半导体CO敏感元件.该元件对CO表现出较高的灵敏度,快速的响应特性,而且使用温度范围较宽(50~500℃).一氧化碳半导体敏感材料通常需要在高温下工作(通常高于400~C),耗能较大.因此如能研制收稿日期:2007-10—17.作者简介:熊力(1963一),女,大学,副教授.主要从事固体物理,大学物理的教学及半导体传感器的研究工作.?58?气象水文海洋仪器出在较低温度下工作的一氧化碳半导体敏感材料很有意义.ShurongWang等[5]采用沉淀法先制备出SnO纳米晶体,然后以其为载体采用沉积沉淀法制备了Au-SnO一氧化碳半导体敏感材料,该材料在83~210.C时即对CO表现出良好的敏感特性,其中以在300℃煅烧得到的Au-SnO对CO的灵敏度最高.L.H.Qian等[6]采用气相沉积法制备了纳米结构的Au-SnO一氧化碳半导体敏感材料,该材料在523.K~673.K温度范围内对CO表现出高的灵敏度和快速的响应特性,检测限达10ppm. NiranjanS.Ramgir等首次用简单的喷雾热分解技术分别制备了具有介孔结构的Au—Sn02薄膜[]和Pt—SnO薄膜[,对膜的结构进行了表征,考查了它们对CO的灵敏度和选择性,探讨了响应机理.在这两种介孔结构的半导体材料制备过程中,均以非离子表面活性剂Brij一58为有机模板, 四氯化锡,四氯金酸(HAuCl.3HzO)及四氯化锡,六氯铂酸(HPtC1)分别为无机前驱体.与纯SnO薄膜相比,掺杂了贵金属的Au—SnOz薄膜[]和Pt—SnO2薄膜[.]对CO的灵敏度和选择性均提高了三个数量级.2.2TiO2半导体材料除SnOz外,TiO也经常用作一氧化碳半导体敏感材料.TiO有三种晶型:板钛矿型,锐钛矿型和金红石型.常见的是后两种晶型,而且以锐钛矿型对CO最灵敏.TiO的晶型受温度影响较大, 低温条件下主要以锐钛矿型存在,而高温情况下主要表现为金红石型.由于半导体CO传感器的工作温度较高,因此如何在高温条件下保持TiOz的锐钛矿型一直是人们的研究热点.NancyO.Savage[9]通过在TiO2中掺杂La2O3和CuO有效地抑制了TiO从锐钛矿型向金红石型的转变,同时提高了TiO对CO的选择性.Ana M.Ruiz~如]以金属La和Cu为添加剂,考查了在高温条件下它们对TiO相变及粒度生长的影响. 在700.C时纯TiO几乎全部以金红石型存在.当加入La后,延缓了TiO由锐钛矿型向金红石型的转变,同时微粒的生长也受到了抑制.当加入10的La及5La后,在800℃时TiO2几乎全部以锐钛矿型存在,且微粒尺寸分别为7nm和llnm.该材料对CO响应特性研究表明,掺杂5La的TiO灵敏度和响应时间均有改进.而在其中再加入2的Cu后,选择性亦有所提高.八Ruiz[¨]制备了一种掺杂Nb(0~10)的TiO2纳米材料.该材料高温煅烧后,用X一射线,拉曼光谱,扫描电镜进行了表征,结果表明Nb的存在阻止了锐钛型TiO向金红石型TiO的转化,同时晶粒生长也得到了抑制.当制备的材料中含4的Nb且经700℃煅烧后,对CO表现出最佳的响应特性.T.Anukunprasert[1]采用水包油微乳液体系(正己烷/水/二(2一乙基己基)琥珀磺酸钠)合成出了Nb—TiO纳米材料,该材料与未掺杂Nb的TiOz相比,具有粒子均一性好(14nm),表面积高(80m/g)的特点;3~5mol的Nb对TiO由锐钛矿型向金红石型的相转变及微粒的生长起到了很好的抑制作用.用于CO测试表明,与未掺杂Nb的TiO相比,Nb—TiOz纳米材料对CO的灵敏度显着提高.AnaM.Ruiz[~3]将由醇盐制备的Ti02凝胶在150℃的稀硝酸(pH一2—3) 中处理3h,制备了TiO纳米晶体.这种热处理一方面抑制了TiO微晶的热增长,另一方面改变了TiO的由锐钛矿型向金红石型的相变温度,进而增大了TiOz的热稳定性.TiO的热稳定性程度与所用HNO3的pH值有关.用pH=:=3的HNOa热处理TiO2,经600℃和800℃煅烧后,分别得到粒径为13am和34.am的锐钛型TiO微晶,而未经HNO.热处理的TiO在700℃煅烧后主要以金红石型为主.用pH=2的HN03热处理对TiOz微晶的热增长抑制更加显着(此时热处理再经600℃和800℃煅烧后,分别得到粒径为llnm和26nm的TiO微晶),但这种热处理对抑制TiOz由锐钛矿型向金红石型的相变效果较差.与未经HNO.热处理的Ti02相比,经HNO.热处理后的TiOz对CO的灵敏度更高,响应速度更快.2.3其它对CO敏感的半导体材料除SnO,TiO外,用作CO的半导体敏感材料还有CuC1D4],MoO3,HfO2[16],NdSr—CoO.[17]等.这些材料对CO均表现出较高的灵敏度和选择性.3结束语随着生活水平的不断提高,人们的环保意识不第4期熊力,等:半导体一氧化碳敏感材料研究进展?59? 断增强,对CO的监测需求会日益增加.对CO敏感的半导体材料将继续向高悬择性,高灵敏度,适合不同温度的方向发展,以满足对CO的快速,灵敏检测的需要.参考文献[1]汤平.PdC1zHb敏化的纳米si02膜CO传感器的研究, 中南大学硕士学位论文.[2]刘文利,俞琳.一种新型cA]气敏双层薄膜材料[J].中国环境监测,2001,(17):46—48.[3]易家宝.新型一氧化碳敏感元件研究[J].传感器世界,2001,(7):23—26.r4]Y.Gurbuzeta1..Anewdiode-basedcarbonmonoxide gassensorutilizingPt—SnO/diamondSensorsandAc—tuators&1999,(56):151—154.[5]s.Wangeta1.Low-temperaturecarbonmonoxidegas sensorsbasedgold/tindioxideSolid-StateElectronics 2006,(50):l728一l731.[6]L.H.Qianeta1.COsensorbasedonAtrdecorated SnO2nanobeltMaterialsChemistryandPhysics2006, (100):82-84.[7]N.S.Ramgireta1.COsensorderivedfrommesostruc—turedAu-dopedSnO2thinfilmAppliedSurfaceScience 2006,(252):4298—4305.r8]N.SRamgireta1.EffectofPtconcentrationonthe physicochemicalpropertiesandCOsensingactivityof mesostructuredSnO2SensorsandActuatorsB2006, (114):275—282.[9]N.0.Savageeta1.Titaniumdioxidebasedhightem—peraturecarbonmonoxideselectivesensorSensorsand ActuatorsB2001,(72):239—248.r1rmallystableTi02obtainedbyhydrothermalprocessforgassensorsSensorsandActuatorsB2004,(103):312-317.[14]P.KDuttaeta1.Sensingofcarbonmonoxidegasin reducingenvironmentsSensorsandActuatorsB2002,(84):189—193.[15]inieta1.Carbonmonoxide05.r17]L.Malavasieta1.MaterialsdevelopmentforCA>de—tectionwithimprovedselectivitythroughcatalyticacti—vationSensorsandActuatorsB2006,(118):121—128.一’一●,’’’’’l-’’’ReeentAdvancesinemiconductorMaterials WithSensitivityTowardsCarbonMonoxideXiongLi,WuZhanz,LiuYu-jie(1.CollegeofInformationScience&Engineering, DalianPolytechnicUniversity,Dalian116034,China;2.ChangchunMeteorologicalInstrumentResearchInstitute,Changchun1300 12,China)Abstract:Themetaloxidese~ticonductorswereconauonlyusedasgassensorse nsitiveo::m2ponentsowingtotheirheatandcorrosionresistance,lowcost,andotherfeatures,Recentadvancesinse nniconductormaterialsandnO2semiconductormaterialsthsensitivitytowardscarbonmonoxidewasintro ducedinthispaper.Keywords:carbonmonoxidesensestuff;SnO2;Ti02;semiconductorstuffresearchdevelopment。
mq7传感器原理
MQ-7传感器是一种能够检测环境中有害气体浓度的气体传感器。
它适用于监测一氧化碳(CO)气体的浓度,其原理基于
化学反应。
传感器内部含有一种特殊的化学元件,通常是一种金属氧化物材料。
当环境中存在CO气体时,CO分子会与传感器内的化
学元件发生氧化反应。
这种反应会导致化学元件的电阻发生变化。
MQ-7传感器通常被连接到一个电路板上,包括一个电阻器和
一个电源。
当电源被打开时,电流会从电源流过,进入传感器。
化学元件内的氧化反应会导致电阻变化,从而使电流发生变化。
这样,通过测量电流的变化,就能够得出环境中CO气体的浓度。
一般来说,传感器的输出电流与CO气体浓度成正比。
因此,通过测量输出电流的大小,可以判断CO气体的浓度水平。
需要注意的是,MQ-7传感器的工作原理基于化学反应,因此
它需要一定的时间来恢复到初始状态。
这意味着,当传感器检测到CO气体后,关闭电源后,仍然需要等待一段时间才能再
次进行准确的测量。
总结起来,MQ-7传感器通过化学反应来检测环境中一氧化碳
气体的浓度,并通过测量输出电流的变化来判断气体浓度水平。
它在监测CO气体浓度方面具有重要应用价值。
一氧化碳的红外光谱测定实验关于一氧化碳的红外光谱测定实验引言:一氧化碳(CO)是一种常见的有机化合物,它是一种无色、无味、无毒的气体,广泛用于工业生产和燃烧过程中。
然而,一氧化碳具有高度的毒性和危险性,因为它可以与血红蛋白结合,形成血红蛋白一氧化碳(COHb),从而阻止氧气的运输到细胞中。
因此,准确测定一氧化碳的浓度是至关重要的。
在本文中,我们将讨论一种常用的方法——红外光谱测定法,用于准确测定一氧化碳的含量。
实验目的:本实验旨在通过红外光谱测定法,研究一氧化碳的红外光谱特性,并利用红外光谱仪测定一氧化碳的浓度。
实验原理:红外光谱测定法是通过测量有机化合物分子振动能级之间的能量差,来确定化合物的种类和结构。
在红外光谱中,根据振动模式的不同可分为伸缩振动、弯曲振动和扭转振动。
在一氧化碳的红外光谱中,与一氧化碳分子的振动密切相关的是三个主要的峰:2140 cm-1处的C≡O伸缩振动、1990 cm-1处的C-O伸缩振动和630 cm-1处的C-O弯曲振动。
通过测定这三个峰的强度和形状,可以准确确定一氧化碳分子的存在和浓度。
实验步骤:1. 实验准备:a. 确保实验室有一台可用的红外光谱仪。
b. 准备一定浓度的一氧化碳样品溶液。
c. 清洁并校准红外光谱仪。
2. 实验操作:a. 在红外光谱仪上,将样品溶液放置在样品室中,并选择适当的参数设置。
b. 启动红外光谱仪,进行标准化和校准操作。
c. 开始扫描一氧化碳样品溶液的红外光谱,记录得到的光谱数据。
d. 分析光谱数据,确定一氧化碳峰的位置和强度。
e. 根据光谱数据,计算一氧化碳样品溶液的浓度。
3. 数据处理:a. 使用适当的软件或计算方法,对得到的光谱数据进行解析和处理。
b. 根据样品溶液的吸收峰的强度和已知标准曲线,计算出样品溶液中一氧化碳的浓度。
4. 结果分析:a. 根据实验结果,评估一氧化碳样品溶液的浓度测定的准确性和精确性。
b. 对实验中可能存在的误差进行分析和讨论。
SnO2基气敏传感器的制备与研究一、本文概述本文旨在探讨SnO2基气敏传感器的制备及其性能研究。
SnO2,作为一种重要的n型半导体金属氧化物,因其出色的气敏性能、稳定的化学性质以及相对较低的成本,被广泛应用于气体检测领域。
本文首先将对SnO2基气敏传感器的基本原理进行简要介绍,包括其气敏机理、传感性能的主要影响因素等。
接下来,文章将详细介绍SnO2基气敏传感器的制备方法,包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、物理气相沉积法等多种常见技术。
通过对制备工艺的深入研究和探讨,本文旨在寻找最佳的制备方案,以优化传感器的性能。
本文还将对SnO2基气敏传感器的性能进行系统的研究。
通过对传感器在不同气体环境下的响应特性、选择性、稳定性、灵敏度等关键性能指标的测试和分析,本文旨在揭示SnO2基气敏传感器的性能特点及其潜在的应用价值。
本文将对SnO2基气敏传感器的研究现状和发展趋势进行展望,以期为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
通过本文的研究,我们期望能够为SnO2基气敏传感器的进一步优化和应用提供理论和实践支持。
二、SnO2基气敏传感器的基本原理SnO2基气敏传感器是一种利用SnO2材料的特殊电学性质来检测特定气体的装置。
其基本原理主要基于SnO2材料的半导体特性以及气体分子与材料表面之间的相互作用。
SnO2是一种宽带隙的n型半导体,其导电性主要来源于材料中的氧空位和自由电子。
当SnO2基气敏传感器暴露于空气中时,氧气分子会吸附在材料表面并从导带中捕获电子,形成氧负离子(如O2-、O-、O2-等),导致材料表面形成电子耗尽层,电阻增大。
当传感器暴露在待测气体中时,气体分子会与SnO2表面发生反应,这些反应可能包括气体的吸附、解离、电子交换等过程。
这些过程会改变材料表面的电子状态,从而影响电子耗尽层的厚度和电阻值。
例如,对于还原性气体(如HCO等),它们会与吸附的氧负离子发生反应,释放电子回到SnO2的导带中,导致电阻减小。
原位式一氧化碳 ndir原位式一氧化碳 ndir探测器的工作原理与应用原位式一氧化碳(也称CO) ndir(非分光红外)探测器是一种常用于监测环境空气中CO浓度的传感器。
它基于非分光红外技术,使用光学浓度测量原理来检测CO气体的存在与浓度。
本文将介绍其工作原理和主要应用领域。
首先,原位式一氧化碳 ndir探测器的工作原理是基于非分光红外法。
传感器内部包含一个辐射源和一个接收器,辐射源发出一个宽谱带的红外辐射,这种辐射能够被CO分子吸收。
当环境中CO浓度发生变化时,被吸收的红外辐射量也会随之变化。
接收器会测量辐射通过的CO浓度,并将其转化为电信号,最终得到CO浓度的数值显示。
原位式一氧化碳 ndir探测器具有许多优势,使其在不同领域得到广泛应用。
首先,它具有高灵敏度和高分辨率,能够准确测量低浓度的CO气体。
其次,它的响应速度快,几乎可以即时检测到CO气体的变化。
此外,该探测器使用光学原理,无需接触样品气体,避免了传感器污染和样品污染的问题。
最重要的是,由于CO被广泛认为是一种有害气体,原位式一氧化碳 ndir探测器在环境监测、工业安全和室内空气质量控制等领域具有广泛的应用。
在环境监测方面,原位式一氧化碳 ndir探测器主要用于检测室外空气中的CO浓度,以提供有关空气质量的数据。
在工业安全方面,它可以安装在生产工艺中,及时检测出CO泄漏,避免事故发生。
在室内空气质量控制方面,它可以用于检测家居、办公室和工厂等室内环境中CO浓度的变化,并提供及时的警报。
综上所述,原位式一氧化碳 ndir探测器是一种采用非分光红外技术检测CO浓度的传感器。
它具有高灵敏度、高响应速度和无污染等优点,被广泛应用于环境监测、工业安全和室内空气质量控制等领域,为我们创造了更安全和健康的生活环境。
AQ6205-2006煤矿用电化学式一氧化碳传感器2006-05-26发布 2006-12-1实施AQ6205-2006前言电化学式一氧化碳传感器是我国煤矿安全监控系统普遍采用的用于监测一氧化碳的仪器。
MT446-1995《煤矿用电化学式一氧化碳传感器技术条件》对规范此类传感器的设计、生产、检验起到了重要作用。
但随着相关技术的进步与发展,标准中的部分条款已不能满足要求,部分技术指标和试验方法也需要修正和补充。
本标准替代MT446-1995《煤矿用电化学式一氧化碳传感器技术条件》。
本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。
本标准起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院、国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心、煤炭科学研究总院抚顺分院。
本标准主要起草人:樊荣、于庆、杜文军、黄强、王涛、陈福民、李振新。
1 范围本标准规定了煤矿用电化学式一氧化碳传感器的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、说明书、运输和贮存等。
本标准适用于煤矿井下环境监测中使用的电化学式一氧化碳传感器(以下简称传感器)。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修改版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB 191-2000 包装储运图示标志GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验第 2 部分:试验方法试验A:低温GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验第 2 部分:试验方法试验B:高温GB/T 2423.4-93 电工电子产品基本环境试验规程试验Db:交变湿热试验方法GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ea和导则:冲击GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ed:自由跌落GB/T 2423.10-1995 电工电子产品环境试验第 2 部分:试验方法试验 Fc 和导则:振动(正弦)GB 3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分:通用要求GB 3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分:本质安全型“i”GB 4208-93 外壳防护等级(IP代码)GB 9969.1-1998 工业产品使用说明书总则GB 10111-88 利用随机数骰子进行随机抽样的方法MT 210-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法3术语和定义3.1 显示值 displayed value传感器显示的测量数值。
钴酸镧基一氧化碳传感器的研究
一氧化碳(CO)是一种无色无味、有毒、易燃易爆且在工业生产与
生活中普遍存在的重要气体。因此,使用CO气敏传感器及时准确地对
CO进行监测非常必要。至今研究的CO传感器大多工作温度在250℃
以上,使得能耗大、成本高,而且还存在发生爆炸事故的隐患。因此,
低温甚至室温用CO传感器具有更为巨大的应用前景。本研究以复合
金属氧化物材料LaCoO3作为研究体系,以提高CO传感器的灵敏度、
降低工作温度、开发低温(室温)用CO传感器为目的,分别采用固相合
成、化学共沉淀、静电纺丝等方法合成不同形貌的LaCoO3材料,并对
其进行了元素掺杂(Fe、Nd)和贵金属(Pd、Ag量子点)修饰,考察其对
CO气体的敏感性能,探究了形貌改变、元素掺杂、贵金属修饰对
LaCoO3基材料CO气敏性能改善尤其是对降低工作温度的影响。此外,
还研究了 LaCoO3基材料对于CO气体的气敏响应机理。本文第一章
介绍了 CO传感器的研究意义、应用背景及种类,介绍了金属氧化物
半导体型CO传感器的气敏响应机理与研究现状,分析了 CO传感器的
发展趋势与性能指标。同时,总结了 LaCoO3的基本性质、合成制备
方法以及掺杂研究。本文第二章列出了实验所需的化学试剂和仪器设
备,并介绍了研究过程中所采用的各类表征方法。本文第三章采用固
相合成法制备了 LaCoO3颗粒,并以此为原料利用传统的丝网印刷工
艺制备了 LaCoO3厚膜CO传感器,验证了 LaCoO3材料优异的CO气敏
性能与低温工作潜质,并研究了 LaCoO3材料的CO气敏响应机理:O2
吸附于LaCoO3表面解离成原子氧,与吸附CO发生氧化反应生成CO2
和CO32-。在此反应过程中释放出电子减少了载流子空穴浓度,使材
料电阻增加形成响应。本文第四章采用化学共沉淀法合成了颗粒分散、
尺寸均匀(粒径82nm左右)的LaCoO3纳米颗粒,并以此为原料制备了
厚膜CO传感器。此方法合成的LaCoO3纳米颗粒尺寸小、表面吸附
O22-/O-多,因而表现出了优异的CO气敏性能,将LaCoO3基CO传感器
的工作温度降低至100°C。本文第五章采用静电纺丝法合成了
LaCoO3多孔纳米线,并采用滴涂PdCl2溶液的方式对其进行修饰制备
了 Pd修饰LaCoO3多孔纳米线CO传感器。探究了静电纺丝及煅烧工
艺对纳米线形貌的影响,制备出直径为200-800nm,晶粒粒径为
30-60nm的LaCoO3多孔纳米线。Pd修饰LaCoO3多孔纳米线CO传感
器不仅有较高的气体接触面积,且其表面的Pd也提供了更多的吸附
位点与反应位点,促进了 O2的化学吸附以及吸附氧与CO间的反
应,LaCoO3基CO传感器的工作温度降低至60℃。本文第六章为了进
一步提高LaCoO3基CO传感器的气敏性能、提高响应度、降低工作温
度,我们对其进行了固溶掺杂。我们采用化学共沉淀法合成了一系列
成分的 LaCo1-xFexO3(x =
0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1)固溶物纳米颗粒,采用
滴涂工艺制备了 CO传感器,并研究了 Fe掺杂量对传感器CO气敏性
能的影响。结果表明,LaCo0.3Fe0.7O3(x = 0.7)成分的低温CO气敏
性能最好,并成功将LaCo03基CO传感器的工作温度降低至50℃。本
文第七章在LaCo0.3Feo.7O3成分的基础上,对其进行A位固溶掺杂和
贵金属修饰。采用化学共沉淀法合成了一系列成分的
La1-xNdxCo0.3Fe0.7O3(x =
0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1)固溶物纳米颗粒并制
备了 CO传感器,研究了 Nd掺杂量对传感器CO气敏性能的影响。结
果表明,La0.7Nd0.3Co0.3Fe0.7O3(x = 0.3)成分的低温CO气敏性能
最好,其将LaCoO3基CO传感器的工作温度降低至室温(无加热)。我
们分析了 LaCoO3基材料在室温下的CO气敏响应机理:与高温下不同,
材料表面发生CO得电子生成O-和C单质的反应,增加了载流子空穴
浓度,从而使材料电阻减小形成响应。最后,我们制备了 Ag量子点并
用其对La0.7Nd0.3Co0.3Fe0.7O3固溶物传感器进行了修饰,Ag量子
点的修饰提高了传感器的CO气敏性能。第八章对全文进行了总结。
本文通过不同方法合成不同形貌的LaCoO3,对其进行掺杂(Fe、Nd)和
贵金属(Pd、Ag量子点)修饰,获得了高灵敏度的CO传感器并将其工
作温度降低至室温。同时对LaCoO3基材料的CO气敏响应机理做了解
释。