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氢气压力传感器的分类及原理

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【摘要】:
1.氢气压力传感器的半导体传感器 以电阻式半导体传感器为例:sno2、zno、wo3等金属氧化物主要用作气敏材料。比如国产qm系列氢气传感器,就是以sno2为氢气敏感材料,所以也叫金属氧化物半导体氢气传感器。其工作原理是:吸附氢时,氢作为施主释放电子,与化学吸附层中的氧离子结合,因此载流子浓度发生变化,变化值与氢的体积分数有一定的函数关系。

    1.氢气压力传感器的半导体传感器

  以电阻式半导体传感器为例:sno2、zno、wo3等金属氧化物主要用作气敏材料。比如国产qm系列氢气传感器,就是以sno2为氢气敏感材料,所以也叫金属氧化物半导体氢气传感器。其工作原理是:吸附氢时,氢作为施主释放电子,与化学吸附层中的氧离子结合,因此载流子浓度发生变化,变化值与氢的体积分数有一定的函数关系。

  2.氢气压力传感器的热电传感器

  首先,在衬底上沉积一层热电材料,然后沉积一层催化金属,如铂、钯等。,沉积在热电材料表面的某一部分,分别从催化金属层和热电薄膜层(表面没有催化金属)中取出,得到简单的热电氢传感器。当敏感元件暴露在含有氢气的环境中,在催化金属的作用下,氢气与氧气发生反应,生成水蒸气并放出热量。因此,沉积催化金属的一端具有高温,没有沉积催化金属的一端具有低温,这是冷端。由于热电材料的热电发电效应(塞贝克效应),热端和冷端的温差转化为温差电势,作为电信号输出,从而实现对氢气的检测。

  3.氢气压力传感器的光纤传感器

  由于各种固态氢气压力传感器都采用电信号,一个共同的缺点就是可能会产生电火花,这对于氢气体积分数较高的环境来说是一个很大的隐患。光纤传感器使用光信号,因此适用于爆炸性危险环境。

  4.氢气压力传感器的钯合金薄膜氢传感器

  新的第三代氢气压力传感器的技术是钯合金纳米薄膜氢气传感技术,具有氢气特异性,全量程,不受其他气体的干扰,测量过程中不需要氧气,使用寿命长。

 

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