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氣體傳感器是氣體檢測系統的核心,通常裝在探測頭內。從本質上講,氣體傳感器是一種將某種氣體體積分數轉成對應電信號的轉換器。探測頭通過氣體傳感器對氣體樣品進行調理,通常包括濾除雜質和干擾氣體、干燥或制冷處理、樣品抽吸,甚至對樣品進行學處理,以便學傳感器進行更快速的測量。
半導體氣體傳感器可分為電阻型和非電阻型(結型、MOSFET型、電容型)。電阻型氣敏器件的原理是氣體分子引起敏感材料電阻的變;非電阻型氣敏器件主要有M()s二極管和結型二極管以及場效應管(M()SFET),它利用了敏感氣體會改變MOSFET開啟電壓的原理,其原理結構與ISFET離子敏傳感器件相同。
同體電解質在高溫下才會有明顯的導電性。氧鋯(ZrO2)是典型的氣體傳感器的材料。純正的氧鋯在常溫下是單斜晶結構,當溫度升到1000℃左右時就會發生同質異晶轉變,由單斜晶結構變為多晶結構,并伴隨體積收縮和吸熱反應,因此是不穩定結構。在ZrO2中摻入穩定劑如:堿土氧鈣CaO或稀土氧釔Y2O3,使其成為穩定的熒石立方晶體,穩定程度與穩定劑的濃度有關。