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mq-3酒精傳感器的介紹
發(fā)布時間:2021-04-20 21:00瀏覽次數(shù):

2.3.1酒精傳感器的介紹 酒精傳感器 MQ-3 的基本原理可簡述為將探測到的酒精濃度轉(zhuǎn)換成有用電信號的器件,并 根據(jù)這些電信號的強弱就可以獲得與待測氣體在環(huán)境中的存在情況有關的信息 [11] 。MQ-3 氣敏傳感器由陶瓷管和二氧化硅敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼的腔體內(nèi),加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。 氣敏傳感器的外觀和相應的結(jié)構(gòu)形式如圖 2.4 所示,它是由微型氧化鋁陶瓷管、氧化鋅敏 感層,測量引腳電極和溫度加熱器組成 [12] 。敏感元件固定在塑料或不繡鋼制成的腔體內(nèi)酒精傳感器, 加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有六個管腳輸出,其中四個用 于信號的取出,二個用于提供加熱的電流。 圖2.4 酒精傳感器的外觀和相應的結(jié)構(gòu)形式 圖中、、分別表示 MQ-3 乙醇傳感器的引腳排列圖、引腳功能圖、使用接線圖。其 H-H表示加熱極(5V),A-A、B-B 傳感器表示敏感元件的兩個極,圖中框圖中“V”為 傳感器的工作電壓,同時也是加熱的電壓。 在工作時,氣敏傳感器的加熱電壓選取交流或直流 5V 均可。當其被受熱后酒精傳感器,加溫室環(huán)境 中的可燃氣體濃度迅速增大,傳感器的內(nèi)阻阻值將會迅速降低,利用該特性并結(jié)合電路分析 中的分壓原理,分析便得知Vout 的值將逐漸增大,當超過預設定的閾值時,可產(chǎn)生相應的 操作 [13] 。

經(jīng)過處理后檢測信號由電阻值轉(zhuǎn)變成電壓值,就可用于后續(xù)電路進行 轉(zhuǎn)換和處理。 傳感器的標準回路有兩部分組成。其一為加熱回路,其二為信號輸出回路,它可以準確反映 傳感器表面的電阻值變化。傳感器表面電阻Rs 的變化,是通過與其串聯(lián)的負載電阻 RL輸出獲得的。二者之間的關系表述為: (V-URL RL???????????(2-1) 其中酒精傳感器,V 為回路電壓,電壓為 10V,負載電阻 可調(diào)為0.5—200KΩ 。負載電阻R 可調(diào),加熱電壓一般為5V。 傳感器阻值變化率與酒精濃度、外界溫度的關系慎密,為了使測量的酒精濃度最高誤差最小, 需要找到合適的溫度,一般在測量前需將傳感器預熱 分鐘。預熱后半導體顆粒表面的吸附可導致材料載流子濃度發(fā)生相應變化,從而改變電導率,使傳感器輸出電壓信號發(fā)生改變 來相應反映濃度變化 [14] 半導體方式的MQ-3 酒精傳感器具有靈敏度高、電路簡單、使用方便、所需費用低、穩(wěn)定 性好以及壽命長等優(yōu)點,可以把氣體信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出,因此得到廣泛應用。MQ-3 精傳感器可用于機動車駕駛員呼氣中酒精濃度的檢測,以及其它嚴禁酒后操作的現(xiàn)場環(huán)境探測甲烷報警器,也可用于其它場所的乙醇蒸氣勘測工作等。

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MQ-3 酒精傳感器的實物中包含有 和兩個B)用于信號讀取,兩個 腳用于提供加熱電流。2.2.3MQ-3 靈敏度 市面上用的最廣的酒精傳感器是 MQ-3 乙醇傳感器。 MQ-3 乙醇氣體傳感器的突出技術特點為: 對乙醇蒸汽具有較高的靈敏度和優(yōu)秀的選擇性; 響應時間短并且恢復時間短的特性; 長期的使用壽命和可靠檢測的穩(wěn)定性; 驅(qū)動電路簡單;MQ-3 型氣敏傳感器技術指標如下: 使用氣體:酒精(乙醇); 探測范圍:10-1000*10-6; 靈敏度:air/Rin typical gas 特征氣體:100*10-6;敏感體電阻:400-4000k?(空氣中); 響應時間:10s(70% Response); 恢復時間:30s(70% Response); 加熱電阻:31?3?; 加熱電流:180mA; 加熱電壓:5V0.2V; 加熱功率:900mW; 工作條件:環(huán)境溫度:-10~65 攝氏度濕度:95%RH; 貯存條件:溫度-20~70 攝氏度,濕度:70%RH; MQ-3靈敏度曲線,具有氣敏特性的電阻一氧化碳報警器,其輸出的電阻阻值會隨著乙醇氣體濃 度的變化而相應變化。 圖2.5 MQ-3 傳感器靈敏度曲線 MQ-3 輸出電壓與酒精濃度關系通過實際測量,MQ-3 模擬端的輸出信號與酒精濃度特性曲 線近似為線性的關系 [15] ,如圖 2.6 所示。

圖2.6 輸出電壓與酒精濃度的關系 [11]吳金宏,張連中,劉麗娜.光電開關及應用.國外電子元器件[M] ,2001,5:14~18. [12]卜云峰.檢測技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005,1:13-15. [13]常健生主編.檢測與轉(zhuǎn)換技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.4:36~64. [14]謝望.光電傳感器技術的新發(fā)展及應用[M].儀器儀表,2005,12:1~2. [15]A.S.K Kasalkin. Electrical Engineering MirPublishers use Moscow,2004:109~137.

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標簽: 酒精傳感器
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