电子积木Gas v01

Written by on 2012/10/19 in 产品 - Comments Off on 电子积木Gas v01

这里要介绍的气敏传感器,是一种应用十分广泛的一种传感器。它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。半导体气敏传感器对于低浓度气体具有很高的灵敏度,具有嗅觉功能,能自动检测浓度。一旦浓度超限,气敏传感器即可自动报警。它的应用主要有:一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

气敏传感器的原理并不十分复杂,它主要是利用待测气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化来检测气体的种类和浓度的。当半导体器件被加热到稳定状态,在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在表面自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处时,如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能,吸附分子将向器件释放电子,而形成正离子吸附。如H2、CO、碳氢化合物等,被称为还原型气体。当还原型气体吸附到N型半导体上时,载流子增多,使半导体电阻值下降。

对于这块Gas v01电子积木,便是通过电压加热,使被吸附的气体分子自由扩散。并使得被吸附处吸附的吸附分子释放电子,继而使半导体电阻值产生变化,从而产生电压信号的变化。最后由数模转化模块将信号转化为模拟信号,传送到Arduino中进行处理。

Gas v01上面的白色端子是用于插入气敏传感器的公用底座。根据不同的用处可以在上面更换不同的气敏传感器元件。右边的黑色端子用以连接Arduino。还有电路板下面标有CP和HP的两个开关。CP的作用是控制电压输入的选择开关,当它拨到上面的VCC时,表示可以使用的是Arduino提供的5V供电电压对传感器进行加热,在此时,若要加热,则还需要将HP开关拨到下面,即与CP开关不同相的位置;若要停止加热,则要拨到上面,即与CP开关同相位置。当CP开关拨到下面的HV位置时,则表示此时需要的是外加的大于5V的电压对传感器进行加热,外加电压的接口在电路板的右下角,标号为“HV”、“GND”。同理,此时若要保持加热,HP开关应拨到上面,即与CP开关不同相的位置;若要停止加热,则要拨到下面,即与CP开关同相位置。

以乙醇气体传感器(MQ-3)为例,简述Gas V01电子积木的实验操作步骤。

1、  将一个乙醇气体传感器(传感器侧面标号为MQ-3),安装在Gas v01电子积木的传感器安装插槽上。

2、  将Arduino与传感器扩展板连接好,并用一条通用传感器连接线将传感器扩展板上的A0、A1、A2和Gas v01上右边的端口连接起来。

3、  下载程序进入Arduino后,将Gas v01的CP开关拨到VCC位置(在此,我们默认传感器需要加热的电压为5V),HP开关拨到其相反位置(下方)。并可用乙醇进行测试。

 

下面列出常用的气体传感器型号及检测范围:

 

烟雾传感器的一般检测目标及检测范围

MQ-2可燃气体、烟雾300 to 10000ppm

MQ-3乙醇300 to 10000ppm

MQ-4天然气、甲烷300 to 10000ppm

MQ-5液化气、甲烷、煤制气300 to 5000ppm

MQ-6液化气、异丁烷、丙烷100 to 10000ppm

MQ-8氢气、煤制气50 to 10000ppm

其它电化学传感器 
ME2-C0 一氧化碳CO 0-1000ppm
ME3-CO 一氧化碳CO 0-500ppm,0-1000ppm,0-2000ppm
ME4-CO 一氧化碳CO 0-500ppm,0-1000ppm,0-2000ppm
ME3-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm
ME4-H2S 硫化氢H2S 0-200ppm
ME3-H2 氢气H2 0-200ppm
ME4-H2 氢气H2 0-1000ppm
ME3-NH3 氨气NH3 0-1000ppm
ME4-NH3 氨气NH3 0-50ppm
ME3-CL2 氯气CL2 0-50ppm
ME4-CL2 氯气CL2 0-20ppm
ME3-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm
ME4-PH3 磷化氢PH3 0-20ppm
ME3-O2 氧气O2 0-25% max:30%
ME2-O2 氧气O2 0-25% max;30%
ME3-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm
ME4-C2H5OH 酒精C2H5OH 0-1000ppm
催化燃烧式可燃气体
MC101 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC102 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC105 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC106 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC108 氢气、可燃气体 0-100%LEL
MC112 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC112D 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC113 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC114 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MJC4/3.OL 甲烷、瓦斯 0-4%VOL
MJC4/3.OJ 甲烷、瓦斯 0-4%VOL
MJC4/2.8J 甲烷、瓦斯 0-4%VOL
MJC4/2.5L 甲烷、瓦斯 0-4%VOL
MC201 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC115 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC116 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC117 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC118 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
MC202 甲烷、液化气、丙烷等可燃性气体 0-100%LEL
半导体式传感器
MQ-2 可燃气体、烟雾 300 to 10000ppm
MQ-4 天然气、甲烷 300 to 10000ppm
MQ-5 液化气、甲烷、煤制气 300 to 5000ppm
MQ-6 液化气、异丁烷、丙烷 100 to 10000ppm
MQ-8 氢气、煤制气 50 to 10000ppm
MQ306A 液化气、甲烷、煤制气 300 to 5000ppm
MQ214 甲烷 300 to 5000ppm
MQ216 液化气、甲烷、煤制气 100 to 10000ppm
MQ-7 一氧化碳CO 10 to 1000ppm
MQ307A 一氧化碳CO 10 to 500ppm
MQ217 一氧化碳CO 10-1000ppm
MQ-9 一氧化碳、可燃气体 10 to 1000ppm CO、100 to 10000ppm可燃气体
MQ309A 一氧化碳、可燃气体 10 to 500ppm CO、300 to 5000ppm可燃气体
臭氧O3 0.01-2ppmO3/10-500ppmO3
氨气、苯、酒精、烟雾 10-300ppmNH3、10-1000ppm苯、10-600ppm酒精、1%/-10%/m3烟雾
MQ136 硫化氢 1-200ppm
MQ137 氨气 10-300ppm
MQ138 醇类、苯类、醛类、酮类、酯类等有机挥发物 5-5000ppm
酒精(乙醇) 10 to 1000ppm
MQ303A 酒精(乙醇) 20 to 1000ppm
MQ213 酒精 10-1000ppm
MP-4 天然气 300 to 10000ppm
MP-6 液化气 300 to 5000ppm
MP-7 一氧化碳 10 to 1000ppm
MP-8 氢气 50 to 10000ppm
MP135 氢气、酒精、CO一氧化碳 10-100ppmH2、10-500ppm CO、10-1000ppm酒精
离子烟雾传感器 HIS-07
二氧化碳气体敏感元件 MG811  0 to 10000ppm
热传导气体敏感元件 MD61 天然气、液化气、煤气、烷类等可燃气体及汽油、醇、酮、苯、四氟化碳、氟里昂 0-100%VOL
热传导气体敏感元件 MD62 二氧化碳CO2 0-100%VOL
热线型酒精气体敏感元件 MR513 酒精(乙醇) 0 to 1000ppm
热线型可燃气体敏感元件 MR511 甲烷、丁烷 0 to 10000ppm

 

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