气体传感器介绍.

专业成就卓越郑州炜盛电子科技有限公司气体传感器介绍主讲：祁明锋专业成就卓越目录一．炜盛概况二．传感器的概念及应用三．发展趋势四．企业发展专业成就卓越一．炜盛概况二．传感器的概念及应用三．炜盛产品四．企业发展专业成就卓越炜盛发展历程2003年04月25日郑州炜盛电子科技有限公司注册成立。2003年05月13日直热式半导体酒精传感器研制成功，并获得国家实用新型专利。2005年01月13日催化燃烧式传感器研制成功，获得国家实用新型专利。2005年03月20日煤矿甲烷检测用载体催化元件通过河南科学技术厅新产品技术定型鉴定2005年06月01日6个载体催化元件顺利通过国家煤矿安全认证。2005年11月10日正式入住高新技术产业开发区自己的工业园区。2006年04月28日重新申请注册的商标注册成功，以崭新统一的Logo形象面对客户。2006年05月08日自营进出口权获得通过。2006年05月22日热线型气敏元件获得河南省科学技术成果奖。2006年05月31日煤矿甲烷检测用载体催化元件获得科学技术成果奖。2006年12月16日MQ-8气敏元件、抗中毒载体催化元件、电化学磷化氢传感器、电化学一氧化碳传感器、电化学硫化氢传感器通过由河南科学技术厅组织的产品技术定型鉴定2007年9月27日平面半导体传感器（MP-3、MP-4、MP135、MP135A）、电化学酒精传感器（MEX-C2H5OH）通过河南科学技术厅组织的产品技术定型鉴定2008年6月2日MH-4RNDIR红外气体传感器通过河南科学技术厅组织的产品技术定型鉴定专业成就卓越产品体系——气体传感器4大门类、45%、80+MQ半导体系列MC催化系列ME电化学系列ML光学系列国内市场占有率45%以上专业成就卓越产业链关系系统、完整气体敏感元件气体传感器及检测仪器仪表专业成就卓越资质荣誉(成果)河南省高新技术企业19项国家专利6个产品通过“MA”认证所有产品通过“ROHS”检验专业成就卓越市场占有率全国第一45%Winsen,45%其他,55%07年气体敏感元件国内市场占有率45%其它55%炜盛45%专业成就卓越管理体系概述ISO9000公司有健全的质量管理体系，管理基础工作扎实，管理绩效显著。通过ISO9001：2000质量体系认证，建有严格的三级质量保证体系。专业成就卓越综上，产业化项目成功实施3大能力研发能力产业基础经营能力雄厚的产业基础强大的研发能力出色的经营能力专业成就卓越专业成就卓越技术力量及研发能力三大研发中心省级企业技术中心市级工程技术中心汉威研究院气敏元件研发中心应用技术研发中心矿用产品研发中心专业成就卓越直接从事研究开发、试验、生产控制、检验的技术人员27人，占公司员工总数的24%其中：研究员1人教授级高工1人高级工程师1人博士1人硕士2人技术力量27人，24%专业成就卓越与吉林大学孙良彦教授、长春应用化学研究所何敬文研究员、王玉江研究员建立长期合作关系与清华大学李亚东教授建立长期合作关系与国内气敏领域专家学者建立了广泛的联系和亲密的合作关系交流合作国内知名专家、科研院校专业成就卓越涂料组测试组装配组生产保障朝气蓬勃专业成就卓越气体传感器生产线紧张有序、整齐洁净专业成就卓越一．炜盛概况二．传感器的概念及应用三．炜盛产品四．企业发展专业成就卓越1、什么是传感器？能够采集信息并把采集到的信息转化为人们更易识别的信号（如电号、声信号、光信号、数字信号等），凡是具有这种功能的部件或装置，统称为传感器。2、什么是气体传感器？能够采集气体的某些信息（如：浓度、种类）并把采集到的信息转化为人们更易识别的信号（如电信号、声信号、光信号、数字信号等）,凡是具有这种功能的部件或装置，就是气体传感器。1、基本概念专业成就卓越气体传感器分类：化学类气体传感器:半导体气体传感器、催化燃烧气体传感器、电化学气体传感器，热线气体传感器等。物理类气体传感器:光电传感器、热电传感器、压电传感器、磁电传感器、气电传感器、波式和射线射线传感器等。2、气体传感器的分类专业成就卓越灵敏度：元件在规定的工作条件下，其在一定的气体浓度下的输出（电压、电流、电阻等，下同）与洁净空气或参比气体中的输出的差值或比值。响应时间：传感器接触的气体浓度发生阶跃变化时，其输出变化达到稳定值的规定的百分比（一般为70%或90%）时所需的时间。选择性：指传感器对气体种类的识别能力。稳定性：在规定的工作条件下和一定的工作周期内，传感器的输出变化不超过允许误差的能力。线性度：传感器的实际输出值曲线与某一规定直线的偏离程度。初始稳定特性：传感器在存放后重新开始工作时初始输出达到稳定的时间。寿命：在一定的工作条件下，传感器的输出变化超过允许误差的时间。零点：传感器在洁净空气或参比气体中在规定工作条件下的输出值。零点漂移：传感器在规定的工作条件下其零点的变化。灵敏度漂移：传感器在规定的工作条件下其灵敏度的变化。分辩率：传感器在规定测量范围内可能检测出的被测量的最小变化量。爆炸下限：可燃性气体、蒸气或粉尘与空气组成的混合物能使火焰传播的最低浓度称为该气体或蒸气的爆炸下限。ppm：百万分之一。ppb：十亿分之一。3、气体传感器常用术语专业成就卓越部分可燃性气体、液体爆炸分类表气体名称爆炸极限(%)比重(空气=1)发火点下限上限甲烷5150.55537.8丙烷2.29.51.56467.8乙烯3.132氢气4.0750.069585一氧化碳12.5740.967608天然气5151液化石油气31城市煤气4300.4煤油0.754∽5210乙醇3.3191.59363丙酮2.15132.0甲醛773苯1.28专业成就卓越重庆川东油田井喷死300-人2003年12月23日22时许，重庆市开县境内川东北气矿一矿井发生天然气井喷事故，造成人员严重伤亡。胡锦涛、温家宝等中央领导同志高度重视4、气体传感器应用实例专业成就卓越孝感市危险化学品泄漏中毒100+人,死1人2007年1月30日晚8时至9时许，107国道孝感市境内一运输危险化学品车行驶中发生泄漏。沿途5公里范围内，上百群众、过路司机、乘客均中毒。专业成就卓越苏州一化工厂毒气泄漏中毒100-人2007年1月25日21时45分左右，苏州工业园区精细化工有限公司发生毒气泄漏事故，毒气借着风势很快散布到另外一家相邻的工厂内，导致约百名正在上夜班的员工中毒。专业成就卓越吉林延边煤气中毒291人住院，死16人2006年2月17日报道：吉林省延边朝鲜族自治州所辖6个县市连日来发生的居民一氧化碳中毒事件。专业成就卓越电力——超特高压温室效应、避免恶性事故专业成就卓越1995年3月20日，东京市区3条地铁的列车和车站遭遇神经性毒气沙林袭击，共导致12人丧生、5000多人受伤甚至致残。美国M687型155毫米沙林毒气弹日本东京地铁遭袭击死12人，5000+伤残专业成就卓越用于美国NASA航天飞机上的CDU440航空航天“亚特兰蒂斯号”航天飞机降落后，技术人员正在对有毒气体进行探测。专业成就卓越环境保护——大气污染监控、节能减排一家化工厂的烟囱冒着带火的滚滚黑烟，笼罩在城市上空，在蓝天白云下形成了一道奇异的“风景”，令人为之担忧。相关监控装备配置率较低，依赖进口专业成就卓越2004年，48岁的牛振华醉酒驾车相撞,当场身亡。1997年台湾歌手张雨生酒后驾车祸遇难，年仅31岁。目前，交通执法中对醉酒驾驶主要仍采用抽血化验，呼出气体酒精探测器应用较少。警用酒精检测仪装备配备率低于10%道路交通安全——醉酒驾车，酒祸酿车祸专业成就卓越综上，项目应用领域——涉及：国民经济命脉领域毒性危险气体检测，环境保护、排放监测；电力行业SF6检测；石油、化工、冶金等工矿企业安全与防护；道路交通安全；职业健康；航海、航空、航天；军事、防化、反恐；……专业成就卓越市场发展前景广阔中国大陆气体敏感元件及气体传感器的进口额从2004年的14.26亿美元，迅速增长到2006年的23.72亿美元，其复合增长率达29%!进口金额占国内市场需求份额从2004年的76.7%上升到2006年的80.9%专业成就卓越NEMOTO进口产品价格高昂。全球供应市场被国外把持垄断技术与生产、价格高昂主要集中在美、英、德等发达国家。并被其垄断着技术与生产。专业成就卓越国外企业技术垄断趋势加剧制约我国行业发展专业成就卓越空间站太空舱、飞船等航天器生命保障系统氢气检测传感器，多为美国控制。禁售我国关键器件威胁我国家战略安全专业成就卓越国家已将气体敏感元件、传感器产业作为创新发展的重点之一。国家“十一五规划”中明确提出要振兴我国装备制造业。但其产业的前端传感器技术之一的气体检测技术我国还很落后，过多地依赖国外技术和产品。这种现状已制约了我国信息技术、装备制造业的快速发展和技术含量升级。国家权威发展规划列入“十一五”、创新发展重点专业成就卓越一．炜盛概况二．传感器的概念及应用介绍三．炜盛产品四．企业发展专业成就卓越1.半导体气体传感器1.1半导体气体传感器的起源半导体气敏材料的发展可追溯到1931年，P.Braver等发现CuO的电导率随水蒸气的吸附而改变。1948年J.Gray发现CuO2薄膜在200度左右存在气敏性，而200度以下却没有。1962年日本清山哲郎与田口尚义等对ZnO、SnO2薄膜的开创性研究，使气敏材料和传感器才真正发展起来。专业成就卓越1.2半导体气体传感器的工作原理被测气体在半导体表面与氧发生化学反应时通常需要一定的温度，要获得所需要的温度就必须通过加热器给传感器通电加热。当加热器与半导体材料为隔离状态时，这一类结构的传感器就是旁热式气体传感器；当加热器与半导体材料直接接触时，这一类结构的传感器即为直热式气体传感器；不需要附加加热器的传感器就是常温式气体传感器。专业成就卓越1.3半导体气体传感器的分类按照传感器所使用的敏感材料的差异可分为：SnO2、ZnO、Fe2O3等型；按传感器内部结构的差异可分为：旁热式（MQ-2-3-4-5-6-7-8-9、MQ-135、138等）、直热式（MQ-300系列）、常温式（MQ-200系列）三类。专业成就卓越图1（a）旁热式图1（b）直热式图1（c）常温式图2旁热式元件的测试电路1.4半导体MQ系列传感器的应用专业成就卓越1.5半导体元件的气敏特性A、初始恢复特性生产老化一般为10天；使用前老化一般在几十分钟到48小时不等经过冷置存放后的传感器，通电瞬间传感器敏感体的电阻会急剧下降，后逐渐变大至稳定过程所需要的时间取决于存放环境以及冷置时间的长短初始恢复特性050100150200250300350024681012分KΩ图3半导体元件初始恢复特性曲线专业成就卓越MQ-4S甲烷灵敏度特性00.511.522.533.50123456%volVMQ-4甲烷灵敏度特性图4旁热式元件的灵敏度曲线MQ-4S对甲烷的响应恢复曲线00.511.522.53020406080秒VMQ-4甲烷响应恢复曲线图5旁热式元件的响应恢复曲线00.511.522.533.505101520253035月V图6旁热式元件长期稳定性曲线MQ-40.50.60.70.80.911.11.21.31.4-1001020304050TempRs/Ro33%RH85%RH图7旁热式元件温湿度特性曲线B、响应、恢复特性与稳定性专业成就卓越1.6半导体气体传感器的应用特点适用领域：工业、家用领域中爆炸下限内气体的半定量、定性检测；灵敏度：输出信号较大，一般以“V”为单位相应恢复特性：一般响应时间小于10s，恢复时间小于30s；选择性：不具有本质的选择性，只可显示差异；功耗：半导体气体传感器需要消耗能量以保持所需的工作温度，器件的功耗与敏感材料、元件结构及所要检测的气体种类密切相关。常规旁热式元件的功耗约750-850mw，平面半导体元件200-450mw,直热式元件及常温元件功耗一般小于250mw；线性:浓度与灵敏度呈指数关系，会出现饱和现象。稳定性:环境氧浓