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薄膜电容检测器的工作原理及应用

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:薄膜电容检测器又称薄膜微音器,由金属薄膜片动极和定极组成电容器,当接收气室内的气体压力受红外辐射能的影响而变化时,推动电容动片相对于定片移动,把被测组分浓度变化转变成电容量变化。定片与薄膜间的距离为0.1~0.03 mm,电容量为40~100 pF,两者之间的绝缘电阻>105 MΩ。薄膜电容检测器是红外线气体分析器长期使用的传统检测器,目前使用仍然较多。

薄膜电容检测器的工作原理及应用

薄膜电容检测器又称薄膜微音器,由金属薄膜片动极和定极组成电容器,当接收气室内的气体压力受红外辐射能的影响而变化时,推动电容动片相对于定片移动,把被测组分浓度变化转变成电容量变化。

双通式薄膜电容检测器的结构如图3.4所示。薄膜材料以前多为铝镁合金,厚度为5~8 μm,近年来则多采用钛膜,其厚度仅为3 μm。定片与薄膜间的距离为0.1~0.03 mm,电容量为40~100 pF,两者之间的绝缘电阻>105 MΩ。

图3.4 双通式薄膜电容检测器结构简图

1—晶片和接收气室;2—壳体;3—薄膜;4—定片;5—绝缘体;6—支持体;7、8—薄膜两侧的空间;9—后盖;10—密封垫圈

薄膜电容器通常采用平行板结构,其电容量C由式(3.16)给出:

(www.xing528.com)

式中 U——极板间电压;

ε0——真空介电常数

εr——极板间物质的相对介电常数

S——单块极板的面积;

d——极板间距离。

薄膜电容检测器是红外线气体分析器长期使用的传统检测器,目前使用仍然较多。它的特点是温度变化影响小、选择性好、灵敏度高,但必须密封并按交流调制方式工作。其缺点是薄膜易受机械振动的影响,接收气室即使有微漏也会导致检测器失效,调制频率不能提高,放大器制作比较困难,体积较大等。

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