Understandingofgassensors氣體成分及濕度檢測氣體傳感器是一種把氣體(多數為空氣)中的特定成分檢測出來檢測氣體中特定的成分轉換為電信號提供待測氣體的存在及濃度大小的信息同學們，今天我們學習的主要內容是氣體傳感器氣體傳感器從20世紀開始，科學家已經開始了對氣體傳感器的研究此時氣體傳感器主要應用于家庭中的煤氣和礦井下的瓦斯氣體的檢測家庭煤氣瓦斯氣體用于防災，保證生產安全保證生產安全以后逐漸推廣應用，用于有毒氣體的檢測(見圖7-1-1)圖7-1-1有毒氣體報警系統容器或管道的檢漏檢漏環境監測(防止公害)環境監測鍋爐及汽車的燃燒檢測與控制燃燒檢測與控制節省燃料減少有害氣體排放工業過程的檢測與自動控制工業過程的檢測與自動控制近年來，在醫療、空氣凈化、家用燃氣灶、熱水器等方面醫療空氣凈化家用燃氣灶熱水器氣體傳感器得到普遍的應用氣體傳感器的應用領域如圖7-1-2所示。圖7-1-2氣體傳感器的應用領域接下來，我們來學習氣體傳感器的特征要求。氣體傳感器的特征要求設計氣體傳感器之前,要明確產品的最終用途明確產品的最終用途要考慮到傳感器應用環境的干擾因素﹑精度﹑使用壽命,外形以及可靠性要求等。應用環境干擾因素精度使用壽命外形可靠性單一的功能也可以是由不同功能的敏感元件構成的復合傳感器敏感元件氣體傳感器應該具備以下幾個條件（1）對待測氣體具有較高的靈敏度和較寬的動態響應范圍；（2）具有較快的響應速度；（3）長期工作穩定性好,壽命較長；（4）成本較低,維護方便。（1）對待測氣體具有較高的靈敏度和較寬的動態響應范圍；（2）具有較快的響應速度；（3）長期工作穩定性好，壽命較長；（4）成本較低，維護方便。氣體傳感器應具備的條件目前來看,氣體傳感器主要存在以下幾方面的問題。（1）選擇性差；（2）使用壽命短；（3）靈敏度在某些場合不能夠滿足需求；（4）元件穩定性較差。（1）選擇性差氣體傳感器存在的問題（2）使用壽命短（3）靈敏度在某些場合不能夠滿足需求（4）元件穩定性較差表7-1-1氣體傳感器的主要檢測對象及應用場所分類易燃易爆氣體有毒氣體環境氣體工業氣體其他災害檢測對象氣體液化石油氣、焦爐煤氣、發生爐煤氣、天然氣、甲烷、氫氣一氧化碳（不完全燃燒煤氣）硫化氫、含硫的有機化合物、鹵素、鹵化物、氨氣等氧氣(缺氧)水蒸氣(調節濕度，防止結露）、大氣污染(SO，NO，Cl2等)燃燒過程氣體控制，調節燃/空比、一氧化碳(防止不完全燃燒)、水蒸氣(食品加工)煙霧，司機呼出酒精應用場合家庭煤礦冶金試驗室煤氣灶等石油工業、制藥廠、冶煉廠、化肥廠地下工程、家庭、電子設備、汽車、溫室工業區內燃機、鍋爐內燃機、冶煉廠、電子灶火災預報，事故預報表7-1-1氣體傳感器的主要檢測對象及應用場所同學們，通過今天的學習，大家對壓電效應的知識都掌握了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Applicationofgassensorandsmokesensor同學們，今天我們學習的主要內容是氣體傳感器和煙霧傳感器的應用。氣體傳感器和煙霧傳感器的應用氣體傳感器和煙霧傳感器的應用隨著工業及科研中使用氣體做原料、燃料的增多工業科研使用氣體做原料、燃料日常生活中煤氣、液化氣作為家庭燃料的普及煤氣液化氣家庭燃料氣體的檢測與控制目前已有的氣體傳感器種類較多氣體傳感器半導體線性較差而氣體檢測的目的也多為報警與控制氣體檢測報警與控制首先，我們先來學習氣體報警器。氣體報警器這種報警器可以根據使用氣體種類，安放在易檢測到氣體泄漏的地方氣體種類檢測氣體泄漏的地方是否泄露一旦泄露氣體達到危險濃度，便自動發出報警信號。氣體危險濃度泄露在此，以電阻式半導體氣敏器件為例電阻式半導體氣敏器件給出氣體報警器與控制器的原理簡圖(見圖7-1-8)以供參考。圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器注意此類器件常設有加熱絲(f1、f2)以加速被測氣體的化學吸附和電離的過程圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器加熱絲加速被測氣體的化學吸附和電離的過程并燒去器件表面的污物(起清潔作用)。圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器加熱絲燒去器件表面的污物負載電阻R串聯在傳感器中，其兩端加工作電壓圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器在加熱絲兩端(f1、f2)加有加熱電源圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器加熱絲兩端加有加熱電源在潔凈空氣中，傳感器的電阻較大，在負載上的輸出電壓較小；當在待測氣體中時，傳感器的電阻變小，則RL上的輸出電壓較大。傳感器的電阻較大潔凈空氣在負載上的輸出電壓較小傳感器的電阻變小待測氣體

RL上的輸出電壓較大圖7-1-8（a）為報警器，超過規定濃度時，發出聲光報警；圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器超過規定濃度時，發出聲光報警圖7-1-8（b）為控制器，由R調節設定濃度圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器調節設定濃度超過設定濃度時，比較器翻轉，輸出控制信號，由驅動電路帶動繼電器或其他元件。圖7-1-8氣體報警器與控制器的原理框圖（a）報警器（b）控制器調節設定濃度超過設定濃度比較器翻轉輸出控制信號由驅動電路帶動繼電器或其他元件圖7-1-9是一種簡易的家用氣體報警器電路。圖7-1-9簡單的家用氣體報警器電路氣體傳感器采用直熱式氣敏器件TGS109直熱式氣敏器件TGS109氣體傳感器可燃氣體增加當室內可燃氣體增加時，由于氣敏器件接觸到可燃氣體可燃氣體而其阻值降低阻值降低可燃氣體增加這樣流經測試回路的電流增加，可直接驅動蜂鳴器報警，設計報警器時，流經測試回路的電流增加直接驅動蜂鳴器報警重要的是如何確定開始報警的濃度。如何確定開始報警的濃度一般情況下，對于丙烷、丁烷、甲烷等氣體，都選定在爆炸下限的十分之一。如何確定開始報警的濃度丙烷丁烷甲烷爆炸下限的十分之一接下來，我們一起來學習自動空氣凈化換氣扇。自動空氣凈化換氣扇利用SnO2氣敏器件，可以設計用于空氣凈化的自動換氣扇。SnO2氣敏器件用于空氣凈化的自動換氣扇圖7-1-10是自動換氣扇的電路。圖7-1-9自動換氣扇的電路當室內氣體污濁時，煙霧或其他污染氣體使氣敏器件阻值下降室內氣體污濁煙霧污染氣體氣敏器件阻值下降晶體管VT導通，繼電器動作，接通風扇電源，可實現電扇自動啟動，排放污濁氣體，換進新鮮空氣。室內氣體污濁

當室內污濁氣體濃度下降到希望的數值時，氣敏器件阻值上升，VT截止，繼電器斷開，風扇電源切斷，風扇停止工作。室內污濁氣體濃度下降到希望的數值氣敏器件阻值上升VT截止繼電器斷開風扇電源切斷風扇停止工作下面，學習的是家用煤氣安全報警器。家用煤氣安全報警器家用煤氣安全報警器的電路由兩部分組成：一部分是煤氣報警器，在煤氣濃度達到危險界限前發生警報；家用煤氣安全報警器的電路煤氣報警器在煤氣濃度達到危險界限前發生警報另一部分是開放式負離子發生器，其作用是自動產生空氣負離子家用煤氣安全報警器的電路開放式負離子發生器自動產生空氣負離子使煤氣中主要有害成分一氧化碳與空氣中的臭氧（O3）反應家用煤氣安全報警器的電路開放式負離子發生器一氧化碳臭氧生成對人體無害的二氧化碳家用煤氣安全報警器的電路開放式負離子發生器二氧化碳家用煤氣安全報警器的電路如圖7-1-11所示。圖7-1-11家用煤氣安全報警器的電路煤氣報警電路，包括電源電路、氣源探測電路、電子開關電路和聲光報警電路。電源電路氣源探測電路電子開關電路聲光報警電路煤氣報警電路開放式空氣負離子發生器開放式空氣負離子發生器由R1~R13、C5~C7、VD5~VD7、3CTS3及T2等組成

開放式空氣負離子發生器這種負離子發生器，由于元器件少，結構簡單，通常無需特別調試即能正常工作。

無需特別調試即能正常工作開放式空氣負離子發生器減少R12的阻值，可以使負離子濃度增加。

最后，我們來看看煙霧傳感器在賓館火災自動報警系統中的應用。煙霧傳感器賓館火災自動報警系統現代化的賓館一般都具有多功能、綜合性的特點多功能綜合性餐飲購物住宿娛樂火災自動報警系統，對于及早發現火災和對火災進行早期的撲滅及早發現火災對火災進行早期的撲滅最大化地減小火災造成的人員傷亡、經濟損失及不良的社會影響起著重要的作用。系統總體結構簡化設計自警系統觸發器件、災警裝置及聯動控制系統等組成。系統總體結構簡化設計自警系統觸發器件災警裝置聯動控制系統系統的工作原理如圖7-1-12所示。圖7-1-12火災自動報警系統工作原理圖(2)觸發器件在自警系統中，自動或手動產生火災報警信號的器件觸發器件在自警系統自動或手動產生火災報警信號的器件手動報警按鈕火災探測器觸發器件在自警系統手動報警按鈕火災探測器手動方式產生火災報警信號的器件火災探測器是能對火災參數(如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等)響應觸發器件在自警系統手動報警按鈕火災探測器

并自動產生火災報警信號的器件觸發器件在自警系統手動報警按鈕火災探測器自動產生火災報警信號的器件對于賓館類建筑，為了精確預報失火位置，最大限度地減小探測器的誤報率觸發器件在自警系統精確預報失火位置最大限度地減小探測器的誤報率選用感煙探測器、感溫探測器來組成區域火災探測器網絡觸發器件在自警系統感煙探測器感溫探測器區域火災探測器網絡客房內臥室、書房、餐廳、會客室使用帶蜂鳴器底座探測器觸發器件在自警系統臥室書房會客室蜂鳴器底座探測器客房內任意區域探測器向控制室發出火災報警信號，同時觸發蜂鳴器發出蜂鳴聲觸發器件在自警系統任意區域探測器向控制室發出火災報警信號，同時觸發蜂鳴器發出蜂鳴聲提醒處于熟睡或工作狀態的客人快速撤離觸發器件在自警系統快速撤離1）感煙探測器1.感煙探測器感煙式火災探測器是利用一個小型煙霧傳感器響應懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和(或)熱解產生的煙霧氣溶膠(固態或液態微粒)的一種火災探測器。是利用一個小型煙霧傳感器響應懸浮在其周圍附近大氣中的燃燒和(或)熱解產生的煙霧氣溶膠(固態或液態微粒)的一種火災探測器。1.感煙探測器一般有離子式和光電式感煙火災探測器光電式離子式1.感煙探測器本系統選用光電式感煙探測器(見圖7-1-13)。圖7-1-13光電式感煙火災探測器離子式光電式1.感煙探測器光電式感煙探測器有一個煙霧檢測室，里面設有一個光源和一個感光元件光電式

1.感煙探測器光源的光線一般不能照射到感光元件上光電式

光線1.感煙探測器但是當有煙霧進入后，光線在煙霧中產生散射光電式1.感煙探測器濃感光元件再把光信號轉換為電信號進行輸出火災控制器光電式

輸出火災控制器1.感煙探測器2）感溫探測器在火災初起階段，使用熱敏元件來探測火災的發生是一種有效的手段。2.感溫探測器感溫式火災探測器可以根據其作用原理分為定溫式火災探測器、差溫式火災探測器和差定溫火災探測器三種。2.感溫探測器根據作用原理分

本系統選用空氣管線型差溫火災探測器。2.感溫探測器

空氣管線型它由空氣管和膜盒以及電路部分組成2.感溫探測器

空氣管膜盒電路當環境溫度緩慢變化時，空氣管內空氣受熱膨脹后，能從膜盒的漏氣孔泄出，因此不會推動波紋片，電接點不會閉合;2.感溫探測器

環境溫度緩慢變化空氣管內空氣熱膨脹從膜盒的漏氣孔泄出不會推動波紋片，電接點不會閉合當環境溫用度上升很快，空氣管內的空氣受熱膨脹迅速，來不及從膜盒的漏氣孔泄出，膜盒內壓力增加，推動波紋片位移，使接點閉合，從而產生火災報警信號。2.感溫探測器

環境溫用度上升很快空氣管內的空氣受熱膨脹迅速膜盒內壓力增加，推動波紋片位移接點閉合，產生火災報警信號3)火災報警裝置,在火災自動報警系系統中，3.火災報警裝置用以接收、顯示和傳遞火災報警信號，并能發出控制信號和具有其他輔助功能的控制指示設備稱為火災報警裝置3.火災報警裝置用以接收、顯示和傳遞火災報警信號，并能發出控制信號和具有其他輔助功能的控制指示設備稱為火災報警裝置。本系統采用火災聲光報警器，這是一種安裝在現場的聲光報警設備3.火災報警裝置當現場發生火災并確認后，安裝在現場的火災聲光報警器3.火災報警裝置可由消防控制中心的火災報警控制器啟動，發出強烈的聲光報警信號3.火災報警裝置以達到提醒現場人員注意的目的3.火災報警裝置考慮到探測器報警的可靠性，系統采用預警和火警兩級報警方式可靠性預警火警3.火災報警裝置當區域內同種或兩種探測器單回路報警時，系統發出一級報警，這需要工作人員進一步確認區域內同種或兩種探測器單回路報警預警3.火災報警裝置當雙回路報警或手動裝置報警時，系統認為火災發生，發出火災警報，并通過消防控制系統啟動滅火系統進行滅火。雙回路報警或手動裝置報警綜合性火災通過消防控制系統啟動滅火系統進行滅火3.火災報警裝置4)聯動控制系統賓館類建筑的火災自動報警系統的聯動設備主要由室內外消火栓系統、自動噴水滅火系統、防排煙系統以及火災報警裝置和消防應急照明等部分組成。4.聯動控制系統賓館類建筑的火災自動報警系統

同學們，本節課我們學習了接近開關與它的應用場合，大家都學會了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Applicationofpiezoelectricsensors同學們，本節課我們主要學習壓電式傳感器的應用。濕度傳感器主要特性濕度傳感器主要特性濕度是指物質中所含水蒸氣的量，濕度目前的濕度傳感器多數是測量環境中的水蒸氣含量。濕度傳感器絕對濕度相對濕度露點（露點溫度）(1)絕對濕度。絕對濕度是指單位體積的氣氛中水蒸氣的質量。絕對濕度相對濕度露點（露點溫度）(2)相對濕度。相對濕度為待測環境中水蒸氣分壓與相同溫度下水的飽和水蒸氣壓的比值的百分數。相對濕度露點（露點溫度）待測環境中水蒸氣分壓相同溫度下水的飽和水蒸氣壓100%=絕對濕度(3)露點。在一定大氣壓下，將含水蒸氣的空氣冷卻，露點（露點溫度）絕對濕度相對濕度當降到某溫度時，空氣中的水蒸氣達到飽和狀態，開始從氣態變成液態而凝結成露珠，這種現象稱為結露，此時的溫度稱為露點或露點溫度。絕對濕度相對濕度露點（露點溫度）結露如果這一特定溫度低于0℃，水蒸氣將凝結成霜，此時稱其為霜點。通常對兩者不予區分，統稱為露點，其單位為℃。絕對濕度相對濕度露點（露點溫度）露點（露點溫度）霜點℃首先，我們先學習一下濕度傳感器主要特性。濕度傳感器主要特性濕敏元件是指對環境濕度具有相應或將濕度轉換成相應可測信號的元件。濕敏元件濕度傳感器濕度傳感器是由濕敏元件及轉換電路組成的，具有把環境濕度轉變為電信號的能力。濕度傳感器的主要特性有以下幾點:濕度傳感器是由濕敏元件及轉換電路組成的，具有把環境濕度轉變為電信號的能力。濕度傳感器的主要特性有以下幾點:濕度傳感器環境濕度電信號第一，感濕特性；濕度傳感器的特征量(如電阻、電容、頻率等)隨濕度變化的關系，常用感濕特征量和相對濕度的關系曲線來表示，如圖7-2-1所示。電阻電容頻率濕度一、感濕特性如圖7-2-1所示第二，濕度量程；表示濕度傳感器技術規范規定的的感濕范圍。全量程濕度為(0~100)%RH。二、濕度量程全量程濕度：(0~100)%RH第三，靈敏度；濕度傳感器的感濕特征量(如電阻、電電容等)隨環境濕度變化的程度，也是該傳感器感濕特性曲線的斜率三、靈敏度三、靈敏度感濕特性曲線是非線性的感濕特征量之比靈敏度大小第四，濕滯特性；濕度傳感器在吸濕過程和脫濕過程中中吸濕與脫濕曲線不重合，而是一個環形回線，這一特性就是濕滯特性，如圖7-2-2所示。四、濕滯特性第五，響應時間；在一定環境溫度下，當相對濕度發生躍變時，濕度傳感器的感濕特征量達到穩定變化量的規定比例所需的時間。一般以相應的起始濕度和終止濕度這一變化區間的90%的相對濕度變化所需的時間來計算。五、響應時間在一定環境溫度下，當相對濕度發生躍變時，濕度傳感器的感濕特征量達到穩定變化量的規定比例所需的時間。起始濕度終止濕度90%相對濕度變化所需的時間第六，感濕溫度系數；當環境濕度恒定時，溫度每變化1℃所引起的濕度傳感器感濕特征量的變化量。六、感濕溫度系數當環境濕度恒定時第七，老化特性；濕度傳感器在一定溫度、濕度環境下存放一定時間后，其感濕特性將發生變化的特性。七、老化特性一定溫度一定濕度感濕特性將發生變化的特性同學們，本節課我們學習了濕度傳感器的主要特性，大家都學會了嗎？Thankyou謝謝大家謝謝大家Applicationofpiezoelectricsensors同學們，今天我們學習的主要內容是濕度傳感器的應用。濕度傳感器的應用濕度傳感器的應用自1938年美國的F.W.Dummore研制成功浸涂式氯化鋰濕敏元件至今，F.W.Dummore1938年已有幾十種濕敏元件應運而生，但目前濕度傳感技術的研究還遠不如對溫度等其他傳感器技術研究得那么精確和完善。濕度較難檢測的原因在于濕度信息的傳遞比較復雜。濕度信息的傳遞必須靠其信息物質精確完善信息傳遞復雜——水對濕敏元件直接接觸來完成，因此，濕敏元件不能密封、隔離，必須直接暴露于待測的環境中。密封、隔離的環境暴露于待測的環境而水在自然環境中容易發生三態變化，當其液化或結冰時，往往使濕敏元件的高分子材料、電解質材料溶解，腐蝕或老化給測量帶來不利。當其液化或結冰時高分子材料電解質材料溶解腐蝕老化測量不利長期穩定性方面存在問題測量精度響應時間濕度溫度特性形狀尺寸測量精度響應時間濕度溫度特性形狀尺寸根據大工業自動化微機