气敏传感器测量有害气体浓度的任务

一、任务目标

通过本任务的学习，帮助学生了解气敏传感器的分类，掌握MQ-7 型可燃气体检测传感器的工作原理及应用，学会使用MQ-7 型可燃气体检测传感器检测煤气泄漏。

二、任务分析

练习

（1）气敏传感器的种类很多，按构成材料可分为________和________两大类，________气敏传感器应用最广，在气敏传感器中约占60%。

（2）半导体气敏传感器是利用半导体表面因吸附气体引起半导体元件________变化特征制成的一类传感器。

（3）MQ-7 型可燃气体检测传感器是一种表面________半导体气敏器件，主要是靠表面________变化的信息来检测被接触气体分子。

思考

查阅关于新型催化型可燃气体检测传感器检测可燃气体浓度的相关资料。

三、任务实施

1.认识MQ-7 型可燃气体检测传感器及其实验模块

本任务采用的是MQ-7 型可燃气体检测传感器，如图6-18所示，差动变压器实验模块在项目五任务一中已经介绍并使用过。

如图6-19所示为MQ-7 型可燃气体检测传感器的基本工作电路，该传感器有两个电源，加热器电压UH 和工作电压UC。其中UH 用于为传感器提供特定的工作温度，UC 则是用于测定与传感器串联的负载电阻RL 上的电压，需用直流电源。

图6-18　MQ-7 型可燃气体检测传感器

图6-19　MQ-7 型可燃气体检测传感器的基本工作电路

2.MQ-7 型可燃气体检测传感器检测有害气体浓度的工作原理(www.xing528.com)

MQ-7 型可燃气体检测传感器是一种表面电阻控制型半导体气敏器件，主要是靠表面电导率变化的信息来检测被接触气体分子。传感器内部附有加热器，以提高器件的灵敏度和响应速度。

MQ-7 型可燃气体检测传感器的表面电阻RS，与其串联的负载电阻RL 上的有效电压信号输出URL，二者之间的关系为：

URL随气体浓度增大而成正比例增大，MQ-7 可用作家庭、环境的一氧化碳探测装置，适宜于一氧化碳、煤气等的探测。

3.任务实施步骤

1）MQ-7 型可燃气体检测传感器加热。将MQ-7 型可燃气体检测传感器（CO 传感器）探头固定在差动变压器实验模块的支架上，传感器的4 根引线中红色和黑色为加热器输入（UH），接0～5 V 电压加热（没有正负之分），如图6-20所示。传感器预热1 min左右。

图6-20　气敏传感器检测有害气体接线图

2）接入工作电压UC。按图6-21接线，接入工作电压UC，直流稳压电源拨至“电压输出”，选择±10 V，黄色线接＋10 V 电压、蓝色线接RW1 上端。将输出电压UO 接至直流电压表，电压表量程选择20 V 挡。记下MQ-7 型可燃气体检测传感器暴露在空气中时直流电压表的显示值。

图6-21　气敏传感器检测有害气体实物接线图

3）检测有害气体。将准备好的装有少量煤气（ ＜4%）瓶的瓶口（或打火机内的丁烷气体）对准传感器探头，注意观察直流电压表的明显变化。一段时间后直流电压表的显示趋于稳定，拿开煤气源，观察直流电压表的读数。（回到初始值，可能需要2～3 小时。）

4）实验结束后，关闭所有电源，整理实验仪器。

4.任务内容和评分标准

任务内容和评分标准见表6-2所示。

表6-2　气敏传感器测量有害气体浓度评分表

四、任务拓展

一般生产生活中常用的是有害气体（CO、CH4）等泄漏报警器，本任务中的测量电路没有报警功能，想一想要达到厂家生产的有害气体泄漏报警器要求，在后续还需要增加哪些电路。