气体传感器是一种能够检测空气中特定气体浓度的设备。其基本工作原理是通过物理化学效应将目标气体转换成电信号,再通过电子线路处理和显示,从而实现气体检测的目的。
对于大多数气体传感器来说,它们的传感元件主要是一种电化学传感器,具体分为两种,一种是电子迁移率传感器(MOS);另一种是热敏电阻传感器(MOS)。
传感器正常工作时需要依靠气体分子与传感材料之间的微弱相互作用力来产生作用,从而检测环境气体的变化。然而,大多数气体传感材料与空气分子之间的互作用力过于微弱,难以产生充分反应。所以,气体传感器中加热器可以通过提高传感器的工作温度,从而大幅度提高传感效果,获得更加准确的气体检测结果。
在气体集中和密闭的场所,由于气体浓度极高,传感器可以在低能耗状态下正常工作。但是,在扩散气体场景中,传感器必须提高工作温度,从而大幅度提高气体检测响应度。这种情况下,传感器工作也不需要特别高的工作温度,只需要在传感器元件表面提供几度的余温就足够了。
在实际使用过程中,传感器必须能够承受外部环境的压力。例如,在含有可燃气体的场所,一旦传感元件的表面发生损伤,则气体检测器会受到来自外部环境的冲击,从而导致其失灵或者出现谬误检测结果。因此,传感器中加热器的作用就是通过加热传感器表面来消除这种冲击。
在空气中,水蒸气的浓度变化非常大,而且所处的环境可能会导致水蒸气的快速聚集。由于水蒸气与空气分子有很强的相互作用,所以很容易影响传感器的工作效果。此时,加热器可以通过快速将传感元件表面的水蒸气转化为水,从而避免湿度对传感器的干扰,确保检测结果的准确性。