陶瓷气敏传感器可用于分析酒精蒸汽的含量。 当酒后驾驶员对准 传感器检测口吹气时，由于其血液中含有一定的酒精成分，传感器中 电阻会发生与酒精浓度成比例的变化，并显示相应数值。 3.4 用于检测气味和食物原料分类
气味检测是气敏传感器未来的主流方向之一，最有潜力的应用领 域是食品工业和医学，还有家住环境和舒适度的调节（下转第 312 页）
金属氧化物在常温下是绝缘的， 制成半导体后却显示气敏特性。 通常器件工作在空气中，空气中的氧和二氧化氮这样的电子兼容性大 的气体，接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷，结果使 N 型半导 体材料的表面空间电荷层区域的传导电子减少， 使表面电导减小，从 而使器件处于高阻状态。 一旦元件与被测还原性气体接触，就会与吸 附的氧起反应，将氧束缚的电子释放出来，敏感膜表面电子增加，使元 件电阻减小。 该类气敏元件通常工作在高温状态（200～450℃），目的是 为 了 加 速 上 述 的 氧 化 还 原 反 应 [3]。
气敏传感器主要用于测定气体浓度，当安装在厨房、工厂、矿山以 及其它公共场所的气敏传感器检测到有害气体浓度达到一定值时，会 给出相应信号，并发出声音报警，提醒人们注意。 3.2 用于检测环境质量
在办公室、住宅、汽车、飞机等较密闭环境安装气敏传感器，一方 面由于即使少量的有害气体也会对人体造成伤害，所以可用于检测环 境质量；另一方面也可用于检测二氧化碳浓度是否超标，提醒人们注 意通风换气。 器使用接线图
图 3 中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热电压。当气敏传感 器加热后，环境中的可燃气体浓度加大时，传感器的内阻将迅速减小， 利用该特性结合分压原理，可知输出电压的值将逐渐增大，当超过设 定的阀值时，可产生相应的操作。
3 主要应用
近年来，气敏传感器的应用越来越广泛，其中最主要的任务是防 止突发事故，提高生活质量，保障生产过程安全性。 3.1 用于监控易燃气体泄漏和检测有害气体成分
气敏传感器的研究现状及发展趋势
鲁珊珊 1 李立峰 2 (1.内蒙古机电职业技术学院，内蒙古 呼和浩特 010018；2.内蒙古电力勘测设计院，内蒙古 呼和浩特 010018)
【摘 要】本文以气敏传感器为研究对象，介绍了国内外气敏传感器的产生及现状，详细分析了气敏传感器的工作原理，阐述了主要应用领 域，并最终依据现状总结出气敏传感器的未来发展趋势。
【关键词】气敏传感器；应用；发展趋势
1 国内外气敏传感器的产生与发展
气敏传感器又称“气体传感器”，是指利用各种化学、物理效应将 气体成分、浓度按一定规律转换成电信号输出的传感器件，是化学传 感器中最活跃的一种。 早在 20 世纪 30 年代人们就已发现金属氧化物 具有气敏效应，而半导体气敏元件则是在 60 年代初期研制成功的，最 先研制的 ZnO 薄膜元件， 它是利用 ZnO 薄膜电阻接触的可燃性气体 浓度增加而下降，实现对可燃性气体检测。 继而又发现在 SnO2 中添加 Pt 或 Pd 等贵重金属做增感剂能提高其灵敏度[1]。
MQ-5 型 气 敏 传 感 器 由 微 型 氧 化 铝 陶 瓷 管 、氧 化 锌 敏 感 层 、测 量 电极和加热器构成。 敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加 热器为气敏元件提供了必要的工作条件。 封装好的气敏元件有 6 个管 脚，其中 4 个用于信号输出，2 个用于提供加热电流。 MQ-5 型气敏传 感器引脚排布图如图 2 所示，MQ-5 型气敏传感器使用接线图（如图 3 所示）。
例如用于家庭或工业可燃性气体的检测、简陋报警器电路中所采 用的 MQ-5 型气敏传感器就属于可燃性气敏传感器，如图 1 所示。 它 对液化气、天然气、城市煤气等具有较高的灵敏度，而对乙醇、烟雾几 乎不起反应，并且具有灵敏度高，响应速度快，稳定性好，寿命长，驱动 电路简单等优点。
图 1 MQ-5 型气敏传感器
图 2 MQ-5 型气敏传感器引脚排布图 图 2 中 H-H 表示加 热 极 （如 5V），A-A、B-B 表 示 传 感 器 敏 感 元 件的两个极。
2 工作原理
气敏电阻的材料是金属氧化物，在合成材料时，通过化学计量比 的偏离和杂志缺陷制成，金属氧化物半导体分 N 型半导体，如氧化锡、 氧化锌等，P 型半导体，如氧化钴、氧化铅等。 为了提高某种气敏元 件 对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成材料有时还掺入了钯、铂、银 等催化剂。
日本气体传感器经过 20 多年的发展， 其制造技术与产品水平已 提高到相当水准， 由日本费加罗技术研究公司规模生产的 SnO2 系列 气敏传感器达 21 种规格，广泛用于 11 种气体的测量。 在美国，氧传感 器主要用于汽车发动机空/燃比控制和家用报警器。 英国电气阀门公 司生产的催化燃烧型气敏传感器 ，德 国 DraegerwerkAG 生 产 的 医 用 薄 膜型气敏传感器，瑞士 CerbertlsLlmited 生产的火灾报警用气敏传感器 等 ， 都 是 世 人 所 熟 悉 的 [2]。
20 世 纪 70 年 代 中 期 我 国 开 始 研 制 金 属 氧 化 物 半 导 体 气 敏 传 感 器和钯栅 MOS 场效应氢敏晶体管， 并开始在家用燃气报警器和电力 工业变压器油变质监测上应用。 近年来我国的气敏传感器技术飞速发 展， 全国有 30 多所高等院校和研究所研究开发各种类型的气敏传感 器，在工艺方面引入表面掺杂、表面覆膜以及制作表面催化反应层和 修 隔 离 层 等 工 艺 ；另 外 新 研 究 的 AL2O3 气 敏 材 料 、石 英 晶 体 和 有 机 半 导体也开始用于气敏材料。 但与国外发达国家相比还有较大差距，主 要体现在产品生产技术和产业化等方面。
作 者 简 介 ： 鲁 珊 珊 (1981.9— )， 女 ， 山 东 潍 坊 人 ， 硕 士 ， 内 蒙 古 机 电 职 业 技 术 学 院 ， 教 师 。 李 立 峰 (1981.5— )， 男 ， 山 东 淄 博 人 ， 博 士 ， 内 蒙 古 机 电 力 勘 测 设 计 院 。