[实用新型]半导体氧化物电信号圆盘传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电信号的传感器，尤其涉及半导体氧化物电信号圆盘型传感器。

背景技术

气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，主要包括半导体气敏电信号传感器和接触燃烧式气敏传感器，其中用的最多的是半导体气敏电信号传感器。主要用作一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测和化工生产中气体成分的检测与控制等。半导体气敏传感器将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

半导体气敏电信号传感器是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。某些氧化物半导体材料如SnO₂、ZnO、Fe₂O₃、MgO、NiO、BaTiO₃等都具有气敏效应。半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小；P型阻值随气体浓度的增大而增大。如SnO₂金属氧化物半导体气敏材料，属于N型半导体，在200～300℃温度它吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当遇到有能供给电子的可燃气体(如CO等)时，原来吸附的氧脱附，而由可燃气体以正离子状态吸附在所述金属氧化物半导体表面；氧脱附放出电子，可燃行气体以正离子状态吸附也要放出电子，从而使氧化物半导体导的电子密度增加，电阻值下降。当可燃性气体不复存在了，金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值再升高到初始状态。这就是半导体气敏元件检测可燃气体的基本原理。目前国产的气敏元件有2种。一种是直热式，加热丝和测量电极一同烧结在金属氧化物半导体管芯内；另一种是旁热式，以陶瓷管为基底，管内穿加热丝，管外侧有两个测量极，测量极之间为金属氧化物气敏材料，经高温烧结而成。直热式消耗功率大，稳定性较差，故应用逐渐减少。旁热式性能稳定，消耗功率小，而以陶瓷管为基底，则存在着样品载气的流径的死体积大、目标检测物与半导体材料表面接触不充分的缺点，从而使分辨率及检测灵敏度有局限性。

发明内容

本实用新型的提出，旨在克服现有技术存在的缺点，提供一种结构简单、以空气为载气、运行成本低、可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、较高的检测效率及精密度的半导体氧化物电信号圆盘型传感器。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种半导体氧化物电信号圆盘型传感器，其特征在于：包括石英瓶，其底部有底，上部敞口，瓶体上带进样口和放空口，上部敞口中装上盖，上盖中装陶瓷加热片或石英加热片，加热片中固装电阻丝，电阻丝通过加热电极Ⅰ和加热电极Ⅱ与加热电源连接；所述加热片的对应位置上装有检测电极Ⅰ和检测电极Ⅱ，检测电极Ⅰ、Ⅱ及加热片的表面均涂覆纳米材料层，所述检测电极通过导线引出石英瓶，经电流表与PC机相连接。

所述的纳米材料层由氧化锡SnO₂、氧化锌ZnO、三氧化二铁Fe₂O₃、氧化镁MgO和氧化镍NiO中的一种构成。

与现有技术相比较，本实用新型的优点主要表现在：

1.结构简单、合理，减少了流径的死区，提高了检测效率；

2.以空气为载体，检测时间短，运行成本低；

3.具有良好的稳定性和重现性，提高了检测精度。

附图说明

本实用新型有附图1幅，其中：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1.石英瓶，2.上盖，3.进样口，4.放空口，5.圆盘型陶瓷加热瓶片，6.电阻丝，7.加热电极Ⅰ，8.加热电极Ⅱ，9.纳米材料层，10.检测电极Ⅰ，11.检测电极Ⅱ，12.电流表，13.测试电源。

具体实施方式