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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:241
MOX氣體傳感器是一種以多芯片組件(MCM)形式制造的MEMS器件(微機電系統(tǒng))。MCM的基本組件是在晶片上預(yù)先測試的微控制器專用集成電路(ASIC)和本測試應(yīng)用的對象傳感器。這些組件被放置在一個共同的基板上,一個蓋子被放置在組件上,蓋子上有一個小孔或網(wǎng)格,允許氣體進入傳感器。
該傳感器由一個小型加熱元件組成,該加熱元件容納在涂有專有金屬氧化物材料的薄膜下。MOX材料是可變電阻器,可對所接觸的氣體中的化學(xué)物質(zhì)做出響應(yīng)。MOX可以制定為對某些類型或類別的氣體(稱為目標(biāo)氣體)做出不同的響應(yīng)。在“干凈”空氣的環(huán)境中,MOX的電阻可能為數(shù)兆歐。當(dāng)加熱時,在目標(biāo)氣體的存在下,MOX材料的電阻顯著下降,降至數(shù)十千歐。當(dāng)去除熱量施加和/或消除測試氣體時,MOX電阻返回其先前值。
通過施加受控的熱量,在存在清潔空氣的情況下測量MOX涂層的電阻,然后在空氣中以受控量的目標(biāo)氣體測量MOX涂層的電阻(以百萬分之一為單位) ,這兩個測量值的比率可用于校準(zhǔn)設(shè)備。在實際操作中,經(jīng)過校準(zhǔn)的MOX電阻測量值指示環(huán)境中目標(biāo)氣體的密度。
通過施加受控的熱量,在存在清潔空氣的情況下測量MOX涂層的電阻,然后在空氣中以受控量的目標(biāo)氣體測量MOX涂層的電阻(以百萬分之一為單位) ,這兩個測量值的比率可用于校準(zhǔn)設(shè)備。在實際操作中,經(jīng)過校準(zhǔn)的MOX電阻測量值指示環(huán)境中目標(biāo)氣體的密度。
傳感器加熱器和MOX測量的控制以及設(shè)備寄存器的讀/寫由控制器ASIC執(zhí)行,后者又由測試系統(tǒng)通過I2C接口控制。I2C接口是一個四線總線,由兩線I2C總線(SCL和SDA)、中斷信號和復(fù)位信號組成。圖1詳細(xì)說明了組成MOX傳感器MCM設(shè)備的組件。
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1:MOX氣體傳感器的芯片模塊
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英國Alphasense 金屬氧化物傳感器 CO傳感器 - CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF金屬氧化物傳感器,CO傳感器金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF能在電化學(xué)傳感器無法勝任的極端溫度和濕度環(huán)境下正常工作,另外背部集成一個過濾裝置,使其對CO具有選擇性。
一、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF描述:
金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF能在周圍環(huán)境條件下運行良好,也能在電化學(xué)傳感器無法勝任的極端溫度和濕度環(huán)境下正常工作。
此外,本金屬氧化物傳感器裝配有一個過濾裝置,使其對CO具有選擇性。
與常見的n型傳感器不同,本金屬氧化物傳感器的動態(tài)范圍大、響應(yīng)可重復(fù)、受濕度影響小,并且遇大多數(shù)CO電阻會上升。
通過簡單的電氣線路可將電阻的改變轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
二、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF特性:
動態(tài)范圍大
響應(yīng)可重復(fù)
受濕度影響小
內(nèi)部有過濾網(wǎng),對CO氣體選擇性好
三、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF性能
范圍 能保證產(chǎn)品性能的CO測量限值(ppm) 5~500
傳感器電阻(R0) kΩ (50% rh, 23 (± 2)℃) 135±25
傳感器電阻(Rg) kΩ;CO@空氣中10ppm 160 ±10
傳感器電阻比(R9/R0*100%) %;CO@空氣中10ppm 120 ±3
氣體響應(yīng)關(guān)系 (Rg/Ro - 1=k.Conc) 5-50ppm 0.01 ±10%
氣體響應(yīng)關(guān)系(Rg/Ro - 1=k.Conc0.5) 50-500ppm 0.08 ±15%
加熱電阻(RH @ RT) Ω (23±1℃) 10 ±1.5
加熱電阻(RH @傳感溫度) Ω (400 ±10℃) 22 ±3
加熱電阻(RH @ 重置溫度) Ω (525±10℃) 26 ±3
5:1循環(huán)時典型加熱功耗(mW) VH=2.7 ±0.2V (400℃) 340 ±30
3.7 ±0.3V (525℃) 530 ±50
工作溫度范圍 ℃ -20~120
產(chǎn)品介紹
一、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF描述:
金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF能在周圍環(huán)境條件下運行良好,也能在電化學(xué)傳感器無法勝任的極端溫度和濕度環(huán)境下正常工作。
此外,本金屬氧化物傳感器裝配有一個過濾裝置,使其對CO具有選擇性。
與常見的n型傳感器不同,本金屬氧化物傳感器的動態(tài)范圍大、響應(yīng)可重復(fù)、受濕度影響小,并且遇大多數(shù)CO電阻會上升。
通過簡單的電氣線路可將電阻的改變轉(zhuǎn)換成輸出電壓。
二、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF特性:
動態(tài)范圍大
響應(yīng)可重復(fù)
受濕度影響小
內(nèi)部有過濾網(wǎng),對CO氣體選擇性好
三、金屬氧化物傳感器 CO傳感器CO-MFF,CO-PFF,CO-AFF性能
范圍
能保證產(chǎn)品性能的CO測量限值(ppm)
5~500
傳感器電阻(R0)
kΩ (50% rh, 23 (± 2)℃)
135±25
傳感器電阻(Rg)
kΩ;CO@空氣中10ppm
160 ±10
傳感器電阻比(R9/R0*100%)
%;CO@空氣中10ppm
120 ±3
氣體響應(yīng)關(guān)系 (Rg/Ro - 1=k.Conc)
5-50ppm
0.01 ±10%
氣體響應(yīng)關(guān)系(Rg/Ro - 1=k.Conc0.5)
50-500ppm
0.08 ±15%
加熱電阻(RH @ RT)
Ω (23±1℃)
10 ±1.5
加熱電阻(RH @傳感溫度)
Ω (400 ±10℃)
22 ±3
加熱電阻(RH @ 重置溫度)
Ω (525±10℃)
26 ±3
5:1循環(huán)時典型加熱功耗(mW)
VH=2.7 ±0.2V (400℃)
340 ±30
3.7 ±0.3V (525℃)
530 ±50
工作溫度范圍
℃
-20~120
在氣溫多變(上至50℃下至25℃左右)且濕度大的氣候環(huán)境下,例如中東地區(qū),MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器被視為能夠勝任高難度硫化氫檢測任務(wù)的解決方案之一 。
但是,用戶和氣體檢測人士已經(jīng)意識到,MOS傳感器并非最為可靠的檢測技術(shù)。此文闡述了為何該技術(shù)難以維持,以及用戶可能面臨哪些問題。
MOS傳感器
MOS傳感器技術(shù)其中一個主要缺點在于,當(dāng)傳感器在一段時間內(nèi)未感應(yīng)到氣體時,很容易會“進入休眠狀態(tài)”。對于在相關(guān)區(qū)域內(nèi)工作的操作人員而言,這無疑將是一個巨大的安全隱患,因為沒有人愿意看到面前的氣體檢測器無法檢測到氣體。
MOS 傳感器需要使用一個加熱器進行平衡,使其生成的檢測讀取值保持一致性。然而,首次開啟時,加熱器的加熱過程需要耗費一些時間,使得從傳感器開啟到檢測出有害氣體時發(fā)出響應(yīng)之間存在一個明顯的時間延遲。因此,MOS制造商建議用戶在進行校準(zhǔn)前,對傳感器進行24-48小時平衡處理。一些用戶可能認(rèn)為這會耽誤生產(chǎn),而且還會延長維護時間。
加熱器的加熱過程不僅僅耗費時間, 還將耗費大量電能,從而額外產(chǎn)生直流電源線內(nèi)溫度急劇變化的問題,造成檢測頭電壓變化,以及氣體水平讀取值不準(zhǔn)確。
正如金屬氧化物半導(dǎo)體的名稱所示,傳感器采用半導(dǎo)體材料,已證明這種材料會隨著濕度變化而發(fā)生漂移,因此對于中東地區(qū)潮濕的氣候條件而言,并非十分理想。在其他行業(yè),半導(dǎo)體通常采用環(huán)氧樹脂進行封裝,以避免出現(xiàn)上述問題,但在氣體傳感器中,這層涂層會影響氣體檢測機制,因為由此會使氣體無法到達(dá)半導(dǎo)體所在位置。此設(shè)備還會受到中東地區(qū)當(dāng)?shù)氐纳傲P纬傻乃嵝原h(huán)境的作用,從而影響到導(dǎo)電率以及氣體讀取值的準(zhǔn)確性。
MOS傳感器另一個顯著安全問題是,當(dāng)硫化氫濃度值接近于零時,可能會產(chǎn)生錯誤報警。很多情況下,在使用傳感器時,控制面板設(shè)置為“零點抑制”。這意味著,當(dāng)硫化氫濃度值開始上升一段時間后,控制面板讀取值可能仍會顯示為零。當(dāng)存在較低濃度的氣體顯示延后的情況,則可能會導(dǎo)致延遲嚴(yán)重氣體泄漏警告、影響人員疏散時機,從而對生命造成極大風(fēng)險。
MOS傳感器具有可以快速對硫化氫作出響應(yīng)的極佳特性,如果需要采用燒結(jié)片,便會減弱這種性能優(yōu)勢。由于硫化氫是一種“吸附性”氣體,因此可以吸附到包括燒結(jié)片在內(nèi)的物體上,從而降低了氣體到達(dá)傳感器的速度。
為了克服MOS傳感器具有的缺陷,我們對所采用的電化學(xué)技術(shù)重新進行了研究并加以改進,推出了用于XgardIQ的全新高溫(HT)硫化氫傳感器組件。利用我們?nèi)碌难邪l(fā)成果,可實現(xiàn)在最高70°C,相對濕度 0-95% 條件下運行,尤其在中東地區(qū)嚴(yán)苛的溫度條件下運行效果很好。
我們?nèi)碌?HT 硫化氫檢測器適用于高溫條件下的硫化氫氣體檢測,防止其在執(zhí)行任務(wù)時休眠哦!
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