气敏膜传感器

气敏膜传感器　
　
气敏膜传感器是传感器按照用途分类之中的一种。此类传感器是针对气体的监测研发的，早期只对可燃性气体监测，后来开始能够监测有毒气体。
　　气体检测方法：一般使用气相色谱仪或者气敏传感器对气体进行检测
　　1)气相色谱仪：一种对混合气体中各组分进行分析检测的仪器。样品由载气带入，通过对欲检测混合物中组分有不同保留性能的色谱柱，使各组分分离，依次导入检测器，以得到各组分的检测信号。按照导入检测器的先后次序，经过对比，可以区别出是什么组分，根据峰高度或峰面积可以计算出各组分含量。通常采用的检测器有：热导检测器，火焰离子化检测器，氦离子化检测器，超声波检测器，光离子化检测器，电子捕获检测器，火焰光度检测器，电化学检测器，质谱检测器等。不同检测原理的检测器，决定了各种便携式气相色谱仪的性能。总体上检测性能强，但是成本高，没有不能实时监测能力，便携性差。
　　2)气敏传感器：一种对混合气体中特定一种或集中组分进行分析检测的仪器。检测组分和灵敏度与传感器的材料和结构有直接关系。总体上的检测性能要低于气象色谱，但是小型化便携性更好并且具有实时监测能力，价格相对低廉，适合系统使用。
　　气敏膜传感器的发展经历了大致四个阶段：
　　第一阶段：1962年以前是气体传感器研究的孕育阶段。此阶段中，通过对氧化物半导体表面特性的深入研究，发现了氧化物半导体对气体具有敏感性。
　　第二阶段：1962年～1967年，气体传感器的探索阶段。首先是在1962年，日本九州工业大学清山哲郎等人对及薄膜的气敏特性进行了开创性的研究；到了1967年，美国的P.J.Shaver利用贵金属Pt、Pd激活气体传感器，使得气体传感器的灵敏度明显提高，为气体传感器的实用化奠定了坚实的基础。
　　第三阶段：1968年～1978年，是气体传感器发展的实用化阶段。1968年，日本费加罗公司首先在市场上推出了掺有Pd、Pt的气体传感器，从此以后，开始在市场上出现了各式各样的气体传感器，并广泛应用于各个方面。
　　第四阶段：是在实用化基础上的发展提高阶段。1978年以后，气体传感器的实用化促使人们去寻找新的气敏材料，并探讨提高气体传感器性能的途径，对已实用化的气体传感器的气敏材料进行了深入的研究。
　　经过多年的发展，现在在工业发达的国家，如美国、日本、德国、英国等，气体传感器均已发展成为品种系列齐全、技术综合发展的高薪技术产业。国外气体传感器发展很快，一方面是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求提高；另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动。因此，国外气体传感器技术得到了较快发展，据有关统计预测，美国1996年～2002年气体传感器年均增长率为（27～30）%。
　　气敏元件性能与敏感功能材料的种类、结构及制作工艺密切相关。以金属氧化敏感材料制作的半导体式气敏元件具有灵敏度高，结构简单，体小质轻，坚固耐用等优点而得到广泛的应用，目前仍以SnO2材料为主。但近年来其他新型金属氧化物也不断开发，如ZnO、SiO2、TiO2、Fe2O3、WO3等。另外复合氧化物作为固体电解质材料也得到很好的利用。
　　从气敏膜传感器诞生之日起，由于其具有体积小、能耗低、灵敏度高、响应时间短等特点，在易燃、易爆、有毒、有害气体的检测和检测中的应用越来越广泛，对于减少气体爆炸、火灾等事故的发生起到非常大的作用。由最初的半导体气敏传感器到后来的复合材料传感器，气敏膜传感器性能已经得到了很大的提高，然而由于传感的气敏机理非常复杂，到目前为止还没有形成一个统一的系统，在气敏膜传感器性能研究方面，还需要系统化的试验与理论研究，另外在气敏传感器的应用方面，积极加入到应用领域，再有就是加大对其他有害气体气敏膜传感器的研究，对以苯系气体监测的气敏膜传感器检测才是刚刚起步，需要一种可以同时具有选择性好、灵敏度高、能耗低等多项优点的传感器。