浅谈一氧化碳传感器的发展
目前使用的一氧化碳传感器大致分为：半导体一氧化碳传感器、催化燃烧一氧化碳传感器，变色光
散射检测一氧化碳传感器，电化学一氧化碳传感器，NDIR一氧化碳传感器等。从测量灵敏度、精度、
稳定性、抗交叉气体干扰来说，性能最好的是红外NDIR一氧化碳传感器，但价格昂贵适合实验室、高
端仪器仪表、特种场所使用，民用的一般为半导体和电化学的一氧化碳传感器。Mylight于2016-8-25 整理，由于本人水平有限，文档整理仓促，不当之处欢迎指正mylight@https://www.doczj.com/doc/ed14414691.html,， 多谢！。
1.半导体一氧化碳传感器、催化燃烧一氧化碳传感器
半导体气敏传感器--最早生产出来，是利用半导体气敏元件同气体接触后，造成半导体性质的
变化来检测特定气体的成分或者测量其浓度。
半导体气敏传感器大体上可以分为电阻式和非电阻式两类。电阻式半导体气敏倍感器是利用气
敏半导体材料，如氧化锡(SnO2)、氧化锰(MnO2)、Fe2O2、ZnO2等金属氧化物中添加Pt、Pd等敏
化剂制成的传感器，当它们吸收了可燃气体的烟雾，如氢、一氧化碳、烷、醚、苯以及天然气等，
会发生还原反应，放出热量，使元件温度相应增高，电阻发生变化。利用半导体材料的这种待性，
将气体的成分和浓度变换成电信号，进行监测和报警。传感器的选择性由添加敏化剂种类的不同、
添加敏化剂多少进行控制，例如，对于ZnO2系列传感器，若添加Pt，则传感器对丙烷与异丁烷有
较高的灵敏度；若添加Pd，则对CO与H2比较敏感。
气体传感器以陶瓷管为框架，外覆一层敏感膜的材料，利用膜两端的镀金引脚进行测量。敏感
膜的材料最常用的有金属氧化物、高分子聚合物材料和胶体敏感膜等。它的两个关键部分是加热电
阻和气体敏感膜。金电极连接气敏材料的两端，使其等效为一个阻值随外部待测气体浓度变化的电
阻。由于金属氧化物有很高的热稳定性，而且这种传感器仅在半导体表面层产生可逆氧化还原反应，
半导体内部化学结构不变，因此，在特定条件下使用也可获得较高的稳定性。
原理简介如下：金属氧化物一旦加热，空气中的氧就会从金属氧化物半导体结晶粒子的施主能
级中夺走电子，而在结晶表面上吸附负电子，使表面电位增高，从而阻碍导电电子的移动，所以，
气体传感器在空气中为恒定的电阻值。这时还原性气体与半导体表面吸附的氧发生氧化反应，由于
气体分子的离吸作用使其表面电位高低发生变化，因此，传感器的电阻值要发生变化。对于还原性
气体，电阻值减小；对于氧化性气体，则电阻值增大。这样，根据电阻值的变化就能检测气体的浓
度。
优点：价格便宜，容易采购。部分厂家生产的半导体一氧化碳传感器有优异的性能。
缺点：功耗高不适合电池供电使用，大部分半导体一氧化碳传感器易受温度、湿度、气流等
影响，抗交叉干扰能力差，探测低浓度气体能力差，误报率高。
2. 变色光散射检测一氧化碳传感器
一氧化碳极难溶于水，但易溶于某种溶剂，在人体内极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息，严重时死亡。
此种传感器有点像光电感烟探测器迷宫原理，不过更小巧，进气孔为一小孔控制进气速度、流量，进气孔后面是遇一氧化碳变色的特种材料，光散射镜片紧贴着变色材料，红外发射管、接收管以一定夹角放置在镜片的另一端。变色特种材料遇一氧化碳变色产生浊度或透明度变差，发射管周期发射红外光束，MCU采集接收管接收的光束信号变化判断是否存在一氧化碳气体、浓度多少。
优点：未知。
缺点：功耗大勉强适合电池供电使用，抗交叉干扰能力未知，探测低浓度气体能力差，误报率高，寿命短，不好采购。
3. 电化学一氧化碳传感器（包括全固态电化学一氧化碳传感器）
电化学式气体传感器是利用被测气体的电化学活性，在高活性催化剂作用下将其氧化或还原，从而分辨气体成分，检测气体浓度。较常见的电化学传感器类型有原电池型、恒定电位电解池型等。大都采用电化学法中的定电位电解法原理，利用定电位电解法进行氧化还原电化学反应，检测扩散电流便可得出一氧化碳气体的浓度，并且有很好的线性测量范围以及很高的选择性，抗交叉气体干扰能力也很强，使用到稀有贵金属比较多价格相对半导体气体传感器贵。电化学一氧化碳传感器为零功耗型，无需加热，非常适合电池供电低功耗检测电路使用，做成一氧化碳浓度表、便携式一氧化碳报警器等。
目前，电化学传感器是检测有毒、有害气体最常见和最成熟的传感器。
优点：体积小，零功耗，灵敏度高，稳定性好，线性和重复性较好，响应速度快，分辨率一般可以达到1ppm，寿命较长，当前KIDDE、Figaro、国内赛菲特电子等少数厂家的电化学传感器使用寿命已达到十多年。
缺点：不同厂家之间价格、性能、工艺相差太大，无法直接替换。抗气体交叉干扰性能、温湿度变化影响也与厂家不同可能有极大差异。
4. NDIR红外一氧化碳传感器
NDIR红外气体传感器用一个广谱的光源作为红外传感器的光源，光线穿过光路中的被测气体，透过窄带滤波片，到达红外探测器。其工作原理是基于不同气体分子的近红外光谱选择吸收特性，利用气体浓度与吸收强度关系（朗伯-比尔Lambert-Beer定律）鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。由于各种物质分子内部结构的不同，就决定了它们对不同波长光线的选择吸收，即物质只能吸收一定波长的光。
NDIR红外气体传感器主要由红外光源、光路、红外探测器、电路和软件算法组成的光学传感器，主要用于测化合物，例如：CH4、CO2、N2O、CO、SO2、NH3、乙醇、苯等，并包含绝大多数有
机物。
优点：宽量程，精度高，选择性好，可靠性高，无吸附效应，不会中毒，不依赖于氧气，受环
境干扰因素较小，寿命长等显著优点。这些优点将导致红外原理的气体检测仪器占领更广泛的行业
高端市场，如一氧化碳精准仪器、仪表、特殊应用场合，并在未来逐步成为市场主流。
缺点：当前售价较高，维护难度偏大，外形尺寸、体积无法满足便携式一氧化碳探测器使用，
在较低浓度一氧化碳气体检测精度上有待提高。目前不太适合长时间电池供电使用。
5. 未来是否会出现新式技术的一氧化碳传感器
5.1 西班牙瓦伦西亚理工大学的研究人员成功利用一种复杂的铑金属复合物研制出新型高灵敏度
的一氧化碳传感器，不仅能通过颜色变化可靠地探测到空气中的一氧化碳，还可以集成在纺织品等
产品中。其不仅在溶液中，在空气中也能可靠检出一氧化碳，而且检测极限足够低，能在一氧化碳
浓度达到有毒水平之前就检测出来。
该复合物的核心是通过两个醋酸酯组和两个磷配体相互桥接在一起的两个铑原子。其轴向连接
两个额外的乙酸配体。将该复合物涂在能吸附它们的硅胶上，可形成灰紫色的固体。当复合物与含
一氧化碳的空气接触时，它会通过排挤两个铑原子轴向连接位置的乙酸分子，然后结合一个或两个
一氧化碳分子。灰紫色固体会因此在几分钟之内变为明显的橙黄色。而用干净气流处理后，探测器
又可以完全回复原状。
该探测系统非常有选择性。例如，它不会响应二氧化碳、挥发性有机物或二氧化硫。对氮氧化
物也只有在浓度非常高时才反应。研究人员希望基于这种高效率、低维护的化学传感器研发一种简单、价格便宜的一氧化碳探测仪。相比对电力有依赖而很难集成使用的电子探测器，这种比色法一
氧化碳探测系统还可被集成在纺织品或绘画作品中，人们用肉眼就能简单地从颜色变化中察觉一氧
化碳的存在。
5.2 几个月前，一个来自日本冲绳科学技术大学院大学(OIST，觉得还是叫琉球比较习惯)和法国图卢兹大学的联合团队组找到了一种一氧化碳测量新方法，用于下一代传感器。
集成在微型加热膜片上的铜体和氧化铜纳米细丝结构图
为了能够对一氧化碳进行测量，研究人员选用了极其细微的氧化铜纳米丝线，通过氧化铜与一
氧化碳发生化学反应产生电信号，从而得到一氧化碳的浓度。
据悉，这些参与反应的纳米丝线都非常细，仅相当于人头发的1/1000左右。而一旦使用了氧
化铜细丝，有两个不得不解决问题挡在了小组成员的面前。一是纳米丝线如何集成到可足以供人操
作设备(传感器件)中和简单大量生产的问题；另一个就是如何控制传感器件设备中纳米丝线数量和位置。目前，他们的相关的研究和成果发表在《ACS Sensors》上。
“要想得到氧化铜纳米细丝，就需要对两个相邻铜体微型结构进行加热，然后这些纳米细丝就会从这一对微结构上‘生长’出来，并逐步在缝隙间延伸。”Steinhauer博士解释说，“我们将
铜体集成在一个微型的‘电炉’上进行加热，这个由图卢兹大学研发的微型加热炉实际上是一个薄膜片，能够在极低功耗下将温度升高到几百摄氏度。” 得益于这个微型“电炉”，研究人员能够在极大程度上控制纳米细丝的数量和位置，并且得到细丝上关于电信号的数据。 最终的测试结果显示，该装置具有令人意想不到的灵敏度，能够探测到极低浓度下的一氧化碳。“将采用氧化铜纳米细丝和微型加热膜的一氧化碳传感器小型化，这是发展下一代气体传感器的第一步。”团队中另一名成员Sowwan教授评论道，“与其他测量技术相比，我们所研发的这种方式不仅成本低，而且适合进行大批量生产。”
也许会不用太久出现可应用到可穿戴设备上的高性能一氧化碳传感器，大大减少一氧化碳的危害。
传感器的目前现状与发展趋势 吴伟 1106032008 材控2班 摘要：传感器是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的一个关键组成部分。传感器技术是世界各国竞相发展的高新技术，也是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器技术所涉及的知识领域非常广泛，其研究和发展也越来越多地和其他学科技术的发展紧密联系。本文首先介绍了传感器的基本知识和传感器技术的发展历史。之后，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究状况。最后，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 关键词：传感器技术；传感器；研究现状；趋势 引言 当今社会的发展，是信息化社会的发展。在信息时代，人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理。而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统。它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比喻为传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。 传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置。现代传感器技术具有巨大的应用潜力，拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 1 传感器的基本知识
1.1 传感器的定义和组成 广义地说，传感器是指将被测量转化为可感知或定量认识的信号的传感器。从狭义方面讲，感受被测量，并按一定规律将其转化为同种或别种性质的输出信号的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源四部分组成，其中敏感元件和转换元件可能合二为一，而有的传感器不需要辅助电源。 1.2 传感器技术的基本特性 在测试过程中，要求传感器能感受到被测量的变化并将其不失真地转换成容易测量的量。被测量有两种形式：一种是稳定的，称为静态信号；一种是随着时间变化的，称为动态信号。由于输入量的状态不同，传感器的输入特性也不同，因此，传感器的基本特性一般用静态特性和动态特性来描述。衡量传感器的静态特性指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨率和漂移等。影响传感器的动态特性主要是传感器的固有因素，如温度传感器的热惯性等，动态特性还与传感器输入量的变化形式有关。 2 传感器技术的发展历史与回顾 传感器技术是在20世纪的中期才刚刚问世的。在那时，与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段，并没有投入到实际生产与广泛应用中，转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事技术、航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算机、自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。 我国从20世纪60年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的、为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器、信号
传感器的发展前景 近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展。这不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。 向微型化发展：各种控制仪器设备的功能越来越大，要求各个部件体积能占位置越小越好，因而传感器本身体积也是越小越好，这就要求发展新的材料及加工技术，目前利用硅材料制作的传感器体积已经很小。如传统的加速度传感器是由重力块和弹簧等制成的，体积较大、稳定性差、寿命也短，而利用激光等各种微细加工技术制成的硅加速度传感器体积非常小、互换性可靠性都较好 向高精度发展：随着自动化生产程度的不断提高，对传感器的要求也在不断提高，必须研制出具有灵敏度高、精确度高、响应速度快、互换性好的新型传感器以确保生产自动化的可靠性。目前能生产万分之一以上的传感器的厂家为数很少，其产量也远远不能满足要求。 向高可靠性、宽温度范围发展：传感器的可靠性直接影响到电子设备的抗干扰等性能，研制高可靠性、宽温度范围的传感器将是永久性的方向。提高温度范围历来是大课题，大部分传感器其工作范围都在-20℃～70℃，在军用系统中要求工作温度在-40℃～85℃范围，而汽车锅炉等场合要求传感器的温度要求更高，因此发展新兴材料（如陶瓷）的传感器将很有前途。 向微功耗及无源化发展：传感器一般都是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外现场或远离电网的地方，往往是用电池供电或用太阳能等供电，开发微功耗的传感器及无源传感器是必然的发展方向，这样既可以节省能源又可以提高系统寿命。目前，低功耗损的芯片发展很快，如T12702运算放大器，静态功耗只有1.5μA，而工作电压只需2～5V。 向智能化数字化发展：随着现代化的发展，传感器的功能已突破传统的功能，其输出不再是一个单一的模拟信号（如0～10mV），而是经过微电脑处理好后的数字信号，有的甚至带有控制功能，这就是所说的数字传感器。智能传感器具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机，具有采集、处理、交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相
一氧化碳传感器调校记录 校验人：校验时间：仪器型号出厂编号气体浓度指示值指示误差校验结果备注
一氧化碳传感器 GTH500（B）41244 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）40210 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）34930 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）44180 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）35030 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）42327 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）45576 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）40156 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）40001 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）45584 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）42316 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）26501 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）45618 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）45592 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）42322 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）41947 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）39852 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）34511 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）39014 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）35009 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）34619 中煤科工集团重庆研究院一氧化碳传感器 GTH500（B）41765 中煤科工集团重庆研究院
传感器技术的研究应用现状与发展前景 传感器技术作为信息技术的三大基础之一，是当前各发达国家竞相发展的高技术是进入21 世纪以来优先发展的十大顶尖技术之一。传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。人类社会对传感器提出的越来越高的要求是传感器技术发展的强大动力，而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。传感器是信息系统的源头, 在某种程度上是决定系统特性和性能指标的关键部件。本文回顾了传感器技术的发展历史，综述了近几年高端前沿的光电传感器技术和生物传感器技术的主要研究应用状况，并通过简述当前的应用实例，展望了现代传感器技术的发展和应用前景。 1.引言 传感器是将物理、化学、生物等自然科学和机械、土木、化工等工程技术中的非电信号转换成电信号的换能器。当今社会的发展是信息化社会的发展，在信息时代人们的社会活动将主要依靠对信息资源的开发及获取、传输与处理，而传感器是获取自然领域中信息的主要途径与手段，是现代科学的中枢神经系统，它是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置的总称。传感器处于研究对象与测控系统的接口位置一切科学研究和生产过程所要获取的信息都要通过它转换为容易传输和处理的电信号。如果把计算机比喻为处理和识别信息的大脑，把通信系统比喻为传递信息的神经系统，那么传感器就是感知和获取信息的感觉器官。传感器技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等重要的位置现代传感器技术具有巨大的应用潜力拥有广泛的开发空间，发展前景十分广阔。 2.传感器的发展历史及分类 2.1传感器技术的发展历史 传感器技术是20世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目
M E M S传感器的现状及 发展前景 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
毕 业 设 计 指 导 课 论 文 MEMS传感器的现状及发展前景 摘要：MEMS传感器是随着纳米技术的发展而兴起的新型传感器,具有很多新的特性,相对传统传感器其具有更大的优势。在追求微型化的当代,其具有良好的发展前景,必将受到各个国家越来越多的重视。文章首先介绍了MEMS传感器的分类和典型应用,然后着重对几个传感器进行了介绍,最后对MEMS传感器的发展趋势与发展前景进行了分析。 关键词：MEMS传感器;加度计;陀螺仪;纳米技术;微机构;微传感器StatusandDevelopmentProspectofMEMSSensors Abstract:MEMSsensorisanewtypeofsensorwiththedevelopmentofnanotechnology.Ithasma nynewfeatures,whichhasagreatadvantageovertraditionalsensors.Inthepursuitofminia turizationofthecontemporary,itsgoodprospectsfordevelopment,willbesubjecttomorea
ndmoreattentioninvariouscountries.Firstly,theclassificationandtypicalapplicatio nofMEMSsensorareintroduced.Then,severalsensorsareintroduced.Finally,thedevelopm enttrendanddevelopmentprospectofMEMSsensorareanalyzed. Keywords:MEMSsensor;accelerometer;gyroscope;nanotechnology;micro- mechanism;micro-sensor 目录 一、引言 MEMS传感器是采用微机械加工技术制造的新型传感器,是MEMS器件的一个重要分支。1962年,第一个硅微型压力传感器的问世开创了MEMS技术的先河,MEMS技术的进步和发展促 进了传感器性能的提升。作为MEMS最重要的组成部分,MEMS传感器发展最快,一直受到各发达国家的广泛重视。美、日、英、俄等世界大国将MEMS传感器技术作为战略性的研究领域之一,纷纷制定发展计划并投入巨资进行专项研究。 随着微电子技术、集成电路技术和加工工艺的发展,MEMS传感器凭借体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、灵敏度高、易于集成以及耐恶劣工作环境等优势,极大地促进了传感器的微型化、智能化、多功能化和网络化发展。MEMS传感器正逐步占据传感器市场,并逐渐取代传统机械传感器的主导地位,已得到消费电子产品、汽车工业、航空航天、机械、化工及医药等各领域的青睐。
传感器课程报告 ——————之传感器的未来发展发现及其四大重要领域的论述马竞怡 在当今社会，传感器与人类的生活息息相关，可以说，21世纪将是传感器的时代。总体说来，传感器的未来发展趋势可概括为五化：智能化、集成化、微型化、多样化、可移动化。随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求，将有四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。 第一种领域是可穿戴式应用。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器，包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等，实现了一些传统终端无法实现的功能，如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。它的主要结构包括，眼镜前方悬置的一台摄像头和一个位于镜框右侧的宽条状的电脑处理器装置，还有一条可横置于鼻梁上方的平行鼻托和鼻垫感应器，鼻托可调整，以适应不同脸型。在鼻托里植入了电容，它能够辨识眼镜是否被佩戴的。根据环境声音在屏幕上显示距离和方向，在两块目镜上分别显示地图和导航信息技术的产品。音响系统采用骨导传感器。眼镜的主要功能是通过一个微型投影仪实现，简单来讲，这是一个微型投影仪，我们的视网膜是幕布。 当前，可穿戴设备的应用领域正从外置的手表,眼镜,鞋子,戒指等向更广阔的领域扩展，如apple watch，小米手环，智能运动鞋，甚至智能戒指，电子肌肤等。日本东京大学已开发出一种可以贴在肌肤上的柔性可穿戴式传感器。设想用于保健、医疗、体育、社会福利等领域，还计划嵌入体内使用。 第二个领域是无人驾驶领域。以谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发为例，通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪，以每秒20次的间隔，生成汽车周边区域的实时路况信息，并利用人工智能软件进行分析，预测相关路况未来动向，同时结合谷歌地图来进行道路导航。另外无人飞行器，无人探测器，无人航天等也有上升空间。 第三个领域是医护和健康监测。 红外传感器是我们生活中常用的传感器，我们可用它来进行监测，预防森林火灾，可用来设备故障监测，甚至名画防伪。 现在一种全新的医疗监测技术正在到来，由传统的电荷耦合设备（CCD）图像传感器技术到基于标准CMOS 技术的新型图像传感器技术的过渡。基于CMOS的新型图像传感器技术以其高度灵活性、出色的静态和动态特性以及在各种系统环境下表现出的易集成性在医用电子产品行业中开创出了一个全新领域，为用户提供了更多选择。CMOS传感器相比于CCD而言，它的系统集成度更高，动力要求较低，图像抓取功能更为灵活界面智能化程度更高，动态范围更大，感光度更高，拥有更高的系统集成度。此外CCD需要数种工作电压、外部时钟发生器以及高级驱动力和分析电子元件，这对空间和电能消耗有很高的要求。因此，CCD图像传感器在性能特性以及使用的灵活性等方面已不能完全满足当今市场的系统需求，从CCD图像传感器到CMOS区域传感器的改朝换代已在所难免。 CMOS已经开始席卷了医疗领域，内窥镜将会chip to tip ,它将很小的传感器芯片移到内窥镜顶端以减小内窥镜尺寸，为传递电信号用细线代替光纤，为简化插入操作而提高柔软度。低成本CMOS传感器还有望实现一次性内窥镜。这是因为，存在购买新的内窥镜比消毒成本更低以及消毒不到位等情况。通过更好的设计，像素的灵敏度和信噪比将得到改善。对于内窥镜无法到达的小肠，胶囊内镜是对这一部位进行检查的唯一一种无创方法，对于胶囊内镜等以此种传感器为基础开发的生物的生物测量应用需求将会越来越大。 极大型传感器面积代表着另外一种发展趋势。这类传感器可用作操作过程复杂的传统X射线胶片的替代品。
安装使用传感之前，请仔细阅读本说明书，以便正确地使用和维护。 一、产品概述 KCO系列一氧化碳传感器是可以应用于检测危险一氧化碳泄漏场所，采用进口电化学式传感器，具有信号稳定，精度高等优点，防爆接线方式适用于各种危险场所。 二、产品特性 -先进的微处理器技术 -0－1000ppm量程规格，用户可根据实际要求而定。 -防爆设计，快速，可信，稳定。 -12-30V直流电源供电 -RS485输出（选配） -标配三线制4-20mA模拟信号输出;二线制输出或继电器输出（选配） -反应速度快，测量精度高 -最佳的性能和较低的安装费用 -维护费用低 三、技术参数 检测气体：空气中的一氧化碳(CO) 量程：0-1000ppm 量程范围可根据实际要求而定 精度：＜±3%(F.S) 最小读数：0.1ppm 响应时间：≤30秒 传感器寿命：24个月 传感器类型:电化学 电源：12-30V直流电源供电 检测方式：扩散式 工作方式：长期连续工作 输出信号：标配三线制4-20mA模拟信号输出;二线制输出,继电器输出或 RS485输出（选配） 连线方式：G1/2阳螺纹防爆软管电缆规格：型号RVVP3×1.0mm2 信号传输距离：≥1000米结构材料：压铸铝 防爆标志：Ex dIICT6 防护等级：IP65 工作温度：-20～50℃（特殊要求根据需要而定）工作湿度：≤90%RH 尺寸：183×143×92mm 重量：≤1.2kg 四、通讯协议 五、外形尺寸
六.注意事项 1.请检查包装是否完好，并核对变送器型号和规格是否与您选购的产品相符；如有问题请尽快与我公司联系。 ⒉使用前请确认：电源输出电压是否正确；电源的正、负与产品的正、负接线方式；并详细阅读产品说明书或咨询我公司。接线发生任何错误都会使变送器发生不可逆转的损坏。 3.用户在使用时不得自行拆卸，更不能触碰传感器芯体，以免造成产品的损坏。 4.避免在易于传热且会直接造成与待测区域产生温差的地带安装，否则可造成温湿度测量出现错误。 5.安装在环境相对稳定的区域，避免直接光照，远离窗口及调、暖气等设备，避免直对窗口，房门。 6.尽量远离大功率干扰设备，以免造成测量的不准确，如变频器、电机等，安装，拆卸变送器时必须先断开电源,禁变送器内有水进入可导致不可逆转变化 7.防止化学试剂、油、粉尘等直接侵害传感器，勿在结露、极限温度环境下长期使用、严防冷热冲击。 8.接线后请仔细检查，确保接线正确后，接通24VDC或12VDC后用万用表可测得相应的电流、电压值、网络输出或继电器输出。
未来传感器的发展趋势 课程论文 论文题目：未来传感器的发展趋势学院： 专业： 姓名： 学号： 指导老师： 二零一二年五月六日
目录 中文摘要 (3) 英文摘要 (3) 一、引言 (4) 二、传感器的历史 (5) 三、未来传感器的发展趋势 (7) (一)未来传感器的特点 (7) (二)未来传感器的几大方向 (8) (三)几个热门的研究方向 (8) 四、结束语 (9)
摘要：在人类进入信息时代的今天，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息转换为中心的，传感器作为信息获取与信息转换的重要手段，是信息科学最前端的一个阵地，是实现信息化的基础技术之一。在工程科学与技术领域里，可以认为：传感器是人体“五官”的工程模拟物。 当前，我国传感器产业正处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段，它体现了新型传感器向微型化、多功能化、数字化、智能化、系统化和网络化发展的总趋势。我国在传感器生产产业化过程中，应该兼顾引进国外和自主创新两方面。在引进国外先进技术中，可以提高自己的技术，同时也满足了国内市场的需求，形成了传感器生产产业规模。发现新效应，开发新材料、新功能；研研究生物感官、开发仿生传感器等为主要寻求传感器技术发展的新途径。 关键词：信息获取信息转换信息化关键趋势 Abstract:In the information age in human today, people of all social activities are based on information acquisition and information conversion as the center, sensor information acquisition and information conversion as the important means of information science is the same a position, is the foundation to realize the information technical one. In the engineering science and technology field, can think: sensor is human body \"facial features,\" engineering simulation objects. At present, our country sensors from the traditional industry is in the key of the development of new sensors stage, it reflects the new sensor to miniaturization, muti_function change, digital, intelligent, systematic and network the general trend of development. Our country in the sensor in the process of industrialization of production, should give consideration to the introduction of foreign and independent innovation two aspects. In introducing foreign advanced technology, can improve their technology, but also meet the demand of the domestic market, formed the sensor manufacturing industry scale. Find new effects, the development of new materials, new function; Research on biological research, develop bionic sensors senses as the main seek sensor technology development new way. Keywords: information acquisition information conversion informatization key trend
综 述 文章编号:1002-1124(2006)07-0034-03 电化学一氧化碳传感器电解质研究进展 刘俊东 (黑龙江省化工研究院,黑龙江哈尔滨150078) 摘 要:本文对国内外电化学C O 传感器的基本情况进行了简介,重点对电化学C O 传感器电解质的研究和应用情况做了概述,并对未来的发展做了展望。 关键词:电化学;传感器;C O ;电解质中图分类号:T Q15 文献标识码:A Development on electrolyte in carbon monoxide sensor LI U Jun -dong (Heilongjing Provinical Chem ical Engineering Institute ,Harbin 150078,China ) Abstract :The basic in formation of carbon m onoxide electrochemical sens or over w orld was offered 1The research and application of techniques of electrolyte using in carbon m onoxide electrochemical sens or were summarized 1The tech 2nique future was als o mentioned 1 K ey w ords :electrochemical ;sens or ;carbon m onoxide ;electrolyte 收稿日期:2006-04-18 作者简介:刘俊东(1973-),男,工程师,1996年毕业于黑龙江大学, 现从事科研工作。 作为信息摄取和转换的重要手段———传感器正 在广泛应用于国民经济各个领域。近年来一方面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,另一方面由于C O 气体报警受到政府安全法规的推动,国内外对C O 气体传感器的研究与应用发展很快。 目前达到实际应用水平的C O 传感器主要有半导体式和电化学式两种。半导体C O 传感器从结构上可分为簿膜型元件式、厚膜型气敏元件式;根据加热与否可分为:加热式和常温式两种。半导体式C O 传感器具有灵敏度高、响应快、测量范围宽、体积小等优点,但是半导体式元件普遍存在在空气中阻值漂移大、功耗较高、加热式元件不是本质安全的等不足,不适于定量测量和制造便携式的设备,限制了半导体式C O 传感器的使用。 相比之下,电化学C O 传感器由于具有灵敏度高、重现性好、功耗低、本质安全等独特的优点,一直受到人们的特别关注。早在上世纪50年代英国就发明了电化学C O 传感器专利产品;自从1972年Bay 和Blurton 等发表用恒电位电解法测定C O 浓度的报告以来[1],许多国家均开始进行了深入的研究 与开发。目前,国外已经形成多种具有较大生产规模的电化学传感器和各种固定和便携式的探测器和报警器产品,如英国Sixth Sense 公司的EC O -Sure 传感器、德国Drger 的miniPac 检测仪、日本理研计器株式会社研制的C O -82型、C O -7型C O 检测仪,美国BWT echologies 的MI NI MAX 型C O 检测仪。我国在电化学传感器方面起步较晚,上世纪80年代开始,先后在长春应用化学研究所、西安电子科技大学、北京化工大学等科研院所开展了电化学C O 传感器方面的研究与应用工作,但是由于种种原因至今没有形成具有一定生产规模的产品。 电化学C O 传感器一般是由电极、电解质按照一定的结构组装而成。电极的制备与性能在国内外有大量的报道[2-6],本文不作详细介绍。在电化学传感器的关键问题中,传感器性能受到电解质材料、形状和性质的制约,所以本文着重从传感器电解质研究和应用的角度对电化学C O 传感器技术进展情况进行概述。 1 电解质研究进展 电解质是电化学传感器电极间的导体,是构成电池的重要成分。它可以是酸性溶液,也可以是碱性溶液,但必须与气体扩散电极形成较好的电极电位,易产生电化学反应,不出现干扰气体。电化学 Sum 130N o 17 化学工程师 Chem ical Engineer 2006年7月
探讨未来传感器的发展方向 1、开发新式传感器 新式传感器，大致应包含：①选用新原理；②添补传感器空白；③仿生传感器等诸方面。它们之间是互相联络的。传感器的作业机理是根据各种效应和规律，由此启示大家进一步探究具有新效应的灵敏功用资料，并以此研发出具有新原理的新式物性型传感器材，这是开展高功用、多功用、低成本和小型化传感器的主要途径。构造型传感器开展得较早，现在日趋老练。构造型传感器，通常说它的构造杂乱，体积偏大，报价偏高。物性型传感器大致与之相反，具有不少诱人的长处，加之曩昔开展也不行。世界各国都在物性型传感器方面投入很多人力、物力加强研究，从而使它变成一个值得注意的开展意向。其中运用量子力学诸效应研发的低活络阈传感器，用来检查弱小的信号，是开展新意向之一。 2、集成化、多功用化、智能化 传感器集成化包含两种界说，一是同一功用的多元件并排化，行将同一类型的单个传感元件用集成技能在同一平面上摆放起来，排成1维的为线性传感器，CCD图象传感器就归于这种状况。集成化的另一个界说是多功用一体化，行将传感器与放大、运算以及温度抵偿等环节一体化，组装成一个器材。 跟着集成化技能的开展，各类混合集成和单片集成式压力传感器相继呈现，有的已经变成产品。集成化压力传感器有压阻式、电容式、等类型，其中压阻式集成化传感器开展快、使用广。 传感器的多功用化也是其开展方向之一。所谓多功用化的典型实例，美国某大学传感器研究开展基地研发的单片硅多维力传感器能够一起丈量3个线速度、3个离心加速度（角速度）和3个角加速度。主要元件是由4个准确规划安装在一个基板上的悬臂梁构成的单片硅构造，9个准确布置在各个悬臂梁上的压阻灵敏元件。多功用化不只能够降低出产成本，减小体积，并且能够有效的前进传感器的稳定性、可靠性等功用指标。 把多个功用不一样的传感元件集成在一起，除可一起进行多种参数的丈量外，还可对这些参数的丈量成果进行归纳处理和评估，可反映出被测体系的全体状况。由上还能够看出，
KGA5型矿用一氧化碳传感器 1 概述 1.1 用途 KGA5型一氧化碳传感器用于连续地检测煤矿井下空气中的一氧化碳含量，能单独使用或与各种煤矿安全监测监控系统配套使用。该传感器是一种智能型检测仪表，所有调校功能可通过遥控器实现,具有精度高、稳定可靠、使用方便等特点。 1.2 防爆型式 矿用本质安全型，防爆标志为“ExibⅠ”。 1.3 使用环境条件 a.温度：0℃～+40℃； b.相对湿度：≤98％（+25℃）； c.大气压力：80～110 kPa； d.风速：≤8 m/s； e. 煤矿井下有爆炸性气体危险、无淋水和明显振动、冲击的环境。 1.4 型号说明 2 工作原理 本传感器由传感头、检测电路、直流放大器、A/D变换器、红外接收头、单片机以及显示电路和输出电路等部分组成。其工作原理如图1所示。 3 产品结构 传感器外形结构如图2所示。 外形尺寸(l×b×h)mm：280×150×68。 重量：1 kg。
图1 传感器原理框图 图2 传感器外形结构图 4 主要技术参数 ⑴测量范围：0～1000×10-6 CO（也可根据用户要求定做）。
⑵测量误差：如表1所示。 表1 ⑶响应时间：小于30 s。 ⑷遥控范围：距离不大于5 m，角度不大于120o。 ⑸报警：报警点测量范围内可任意设置，报警方式为红色灯光闪烁、蜂鸣器鸣叫（报警响度1米内不小于80dB）。 ⑹输出信号 200～1000 Hz频率（负载电阻1.5 k时,输出高电平＞3 V,输出低电平＜0.5 V），输出电路如图3所示； RS485接口，通信波特率为1200 bps。 图3 ⑺工作电压：DC 9～24 V。 ⑻工作电流：DC 18 V时不大于100 mA。 ⑼标定流量：200毫升/分。 5 关联配接设备
压力传感器研究现状及发展趋势 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。因此对于从事现代测量与自动控制专业的技术人员必须了解和熟识国内外压力传感器的研究现状和发展趋势。 1 压力传感器的发展历程 现代压力传感器以半导体传感器的发明为标志,而半导体传感器的发展可以分为四个阶段[1 ] : (1) 发明阶段(1945 - 1960 年) :这个阶段主要是以1947 年双极性晶体管的发明为标志。此后,半导体材料的这一特性得到较广泛应用。史密斯(C.S. Smith) 与1945 发现了硅与锗的压阻效应[2 ] ,即当有外力作用于半导体材料时,其电阻将明显发生变化。依据此原理制成的压力传感器是把应变电阻片粘在金属薄膜上,即将力信号转化为
电信号进行测量。此阶段最小尺寸大约为1cm。 (2) 技术发展阶段(1960 - 1970 年) :随着硅扩散技术的发展,技术人员在硅的(001) 或(110) 晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成较薄的硅弹性膜片,称为硅杯[3 ] 。这种形式的硅杯传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性好、成本低、便于集成化的优点,实现了金属- 硅共晶体,为商业化发展提供了可能。 (3) 商业化集成加工阶段(1970 - 1980 年) :在硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术,扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主,发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术[4 ] ,主要有V 形槽法、浓硼自动中止法、阳极氧化法自动中止法和微机控制自动中止法。由于可以在多个表面同时进行腐蚀,数千个硅压力膜可以同时生产,实现了集成化的工厂加工模式,成本进一步降低。 (4) 微机械加工阶段(1980 年- 今) :上世纪末出现的纳米技术,使得微机械加工工艺成为可能。 通过微机械加工工艺可以由计算机控制加工出结构型的压力传感器,其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜,使得压力传感器进入了微米阶段。 2 压力传感器国内外研究现状 从世界范围看压力传感器的发展动向主要有以下几个方向。 2. 1 光纤压力传感器[5 ]
一氧化碳传感器的制备及特性研究 一氧化碳是一种无色、无味气体,一旦吸入人体内就会对人的健康产生非常 严重的影响。它会结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白,从而无法提供氧气给身体组织,造成血缺氧。 当一氧化碳浓度为667ppm时会使人体中约一半的血红蛋白转换为碳氧血红 蛋白,严重危及人的生命。凡是含碳的物质燃烧不完全时,都会产生一氧化碳气体。 交通业的发展以及煤、石油等燃料的大量消耗使得一氧化碳的排放量也随之 剧增。因此,对一氧化碳的监测显得尤其重要。 研制出微型化、智能化、低成本、具有可靠选择性和稳定性以及高灵敏度的 的一氧化碳传感器势在必行。本文将采用碳纳米管/无机复合材料和聚合物/碳纳米管复合材料气喷在叉指电极上制备传感器,用来实时监测一氧化碳的浓度。 主要工作如下:采用气喷工艺在叉指电极上制备MWCNT/Pt复合膜传感器和SWCNT/Pt复合膜传感器,在室温下分别测试了20ppm、40ppm、60ppm、80ppm和100ppm五个浓度对一氧化碳的响应,并对薄膜进行了表征。结果表明:SWCNT/Pt 复合膜对CO的气敏特性要优于MWCNT/Pt复合膜,在每个测试浓度下采用单壁碳 纳米管的复合膜的响应都要大的多。 接着采用气喷工艺在叉指电极上制备单壁碳纳米管氯化亚铜复合薄膜气体传感器,并测试了五个浓度下对CO的响应,并对薄膜进行了表征。测试结果显示 掺入了氯化亚铜无机粉末的复合薄膜传感器的响应要优于单纯的单壁碳纳米管 薄膜传感器和纯的氯化亚铜薄膜传感器。 SWCNT/CuCl复合膜传感器还表现出了良好的重复性和选择性。采用气喷工 艺在叉指电极上制备PANI/SWCNT复合膜传感器和PPY/SWCNT复合膜传感器,在室
ELECTROCHEMICAL GAS SENSORS REV.: 6/2004 Page 1 of 1 SPECIFICATION SHEET FOR CO SENSOR TYPE CO/CFA-1000 PERFORMANCE CHARACTERISTICS CROSS-SENSITIVITY DATA Interfering Gas Cross-Sensitivity (%) H2S 0 SO2 0 NO 0 NO2 0 H2 < 15 Performance data conditions: 20 °C, 50% RH and 1013 mbar APPLICATIONS CO Detection in CO/H2-Mixtures Medical Applications PHYSICAL CHARACTERISTICS BOTTOM VIEW SIDE VIEW Compact-Size Outline Dimensions The data contained in this document is for guidance only. Membrapor AG accepts no liability for any consequential losses, injury or damage resulting from the use of this document or the information contained within it. The data is given for guidance only. Customers should test under their own conditions, to ensure that the sensors are suitable for their own requirements. Nominal Range 0 – 1’000 ppm Maximum Overload Nd Inboard Filter To remove acid gases Expected Operation Life 3 years in air Output Signal 100 ± 20 nA/ppm Resolution 0,5 ppm Temperature Range - 20 °C to 40 °C Pressure Range Atmospheric ± 10% Pressure Coefficient No data T90 Response Time < 40 sec Relative Humidity Range 15 % to 90 % R.H. non-condensing Typical Baseline Range (pure air, 20°C) -1 to +3 ppm Maximum Zero Shift (+20°C to +40°C) 10 ppm Expected Long Term Output Drift < 2% signal loss/month Recommended Load Resistor 10 Ohm Bias Voltage Not recommended Repeatability < 2 % of signal Output Linearity Linear Weight ~ 13 g Position Sensitivity None Storage Life Six months in container Recommended Storage Temperature 5 °C – 20 °C Warranty Period 12 months from date of dispatch 深圳市深国安电子科技有限公司 地址：广东省深圳市龙华新区牛栏前大厦Ｃ５０７电话：８６ ７５５－８５２５８９００ 网址：ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ ｗｗｗ．ｓｉｎｇｏａｎ．ｃｏｍ．ｃｎ ｗｗｗ．ｓｈｅｎｇｕｏａｎ．ｃｏｍ
传感器应用的发展现状与研究趋势 1 引言 随着工业数字化、智能化发展，传感器在机械加工，温度监测，可穿戴设备、智能家居、智慧交通中得到了广泛的应用。传感器技术水平在一定程度上反映了一个国家科技现代化的水平，传感器在实现自动化控制及测试控制中发挥着重要的作用。传感器技术在近些年来发展迅速，与计算机技术和通信技术一起被称为信息技术的三大支柱，近年来，我国传感器市场发展比较迅猛，但是我国传感器技术并不成熟，在国际竞争中并不占优势，传感器市场被德国、美国、日本等工业国家所主导。根据传感器技术的发展趋势，它将由简单的传感器系统向智能化、集成化、微型化、网络化、多样化的复杂传感器系统方向发展。近年来我国传感器产业快速增长，应用模式也日渐成熟。传感器的重要性可说是不言而喻的，它在机械加工，可穿戴设备、智能家居、智能交通等各个领域都有着极为重要的应用。传感器在智能可穿戴设备、智能家居和智能交通的最新应用，以及目前传感器的市场前景、现代科技中，自动化与智能化己经成为新的发展方向，传感器作为自动测量与控制中的关键环节，在社会的生产生活中应用十分广泛，且具有巨大的发展空间[1-3]。 1 传感器的研究现状 1.1 光电传感器技术 光电式传感器是以光为测量媒介、以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。随着光电科技的飞速发展，光电传感器己成为光电传感器己成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，并在传感器应用中占据着重要的地位，其中在非接触式测量领域更是扮演者无法替代的角色。光电传感器工作时，光电器件负责将光能(红外辐射、可见光及紫外辐射)信号转换为电学信号。光电器件不仅结构简单，且具有响应快、可靠性强等优势，在自动控制、智能化控制等方面应用前景十分广阔。此外，光电传感器除了对光学信号进行测量，还能够对引起光源变化的构件或其它被测量进行信息捕捉，再通过电路对转换的电学信号进行放大和输出[4]。 1.2生物传感器技术 生物传感器的原理主要由两大部分组成:生物功能物质的分子识别部分和转换部分前者的作用是识别被测物质，当生物传感器的敏感膜与被测物接触时，敏感膜上的某种生化活性物质就会从众多化合物中挑选适合于自己的分子并与之产生作用，使其具有选择识别的能九转换部分，是由于细胞膜受体与外界发生了共价结合，通过细胞膜的通透性改变，诱发了一系列的电化学过程，而这种变换得以把生物功能物质的分子识别转换为电信号，形成了生物传感器[5]。 1.3气敏传感器技术 气体传感器是指将被测气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置或器件。被测气体的种类