貼片二極管氣體傳感器工作原理及結構特征

大家都知道一般情況下氣體傳感器主要分有貼片二極管式、接觸燃燒方式、化學反應式、光干涉式、熱傳導式、紅外線吸收散式等。

而這當中以貼片二極管氣體傳感器應用更為廣泛。

貼片二極管氣體傳感器主要組成成分分為：氣敏部分、加熱絲以及防爆網。氣敏部分是通過在SnO2、Fe2O2、

ZnO2等金屬氧化物中添加Pt、Pd等敏化劑的傳感器。傳感器的選擇性由添加敏化劑的多少進行控制，例如，對于ZnO2

系列傳感器，若添加Pt，則傳感器對丙烷與異丁烷有較高的靈敏度；若添加Pd，則對CO與H2比較敏感。

氣體傳感器以陶瓷管為框架，外覆一層敏感膜的材料，利用膜兩端的鍍金引腳進行測量。敏感膜的材料最常用的有

金屬氧化物、高分子聚合物材料和膠體敏感膜等。它的兩個關鍵部分是加熱電阻和氣體敏感膜。金電極連接氣敏材料的

兩端，使其等效為一個阻值隨外部待測氣體濃度變化的電阻。由于金屬氧化物有很高的熱穩定性，而且這種傳感器僅在

貼片二極管表面層產生可逆氧化還原反應，貼片二極管內部化學結構不變。

所以，長期使用也可獲得較高的穩定性。原理簡介如下：金屬氧化物一旦加熱，空氣中的氧就會從金屬氧化物貼片

二極管結晶粒子的施主能級中奪走電子，而在結晶表面上吸附負電子，使表面電位增高，從而阻礙導電電子的移動，所

以，氣體傳感器在空氣中為恒定的電阻值。這時還原性氣體與貼片二極管表面吸附的氧發生氧化反應，由于氣體分子的

離吸作用使其表面電位高低發生變化，因此，傳感器的電阻值要發生變化。對于還原性氣體，電阻值減小；對于氧化性

氣體，則電阻值增大。這樣，根據電阻值的變化就能檢測氣體的濃度。