Einführung in Metalloxidsensoren (MOS)

Metalloxidsensoren nutzen die Adsorption des zu messenden Gases, um die Leitfähigkeit eines Halbleiters zu verändern. Durch Vergleich der Stromänderung wird ein Alarmschaltkreis aktiviert. Dieser Sensor wird häufig zur Messung von Gaskonzentrationen eingesetzt.

Detektionsprinzip des Metalloxidsensors

Beim Erhitzen von Metalloxiden entzieht der Sauerstoff der Luft den Donatorniveaus der Metalloxid-Halbleiterkristallpartikel Elektronen und adsorbiert negative Elektronen an der Kristalloberfläche. Dadurch erhöht sich das Oberflächenpotenzial, und die Bewegung der Leitungselektronen wird behindert. Dies führt dazu, dass der Gassensor in Luft einen konstanten Widerstandswert aufweist. Reduzierende Gase reagieren mit dem an der Halbleiteroberfläche adsorbierten Sauerstoff unter Oxidationsbedingungen. Die Desorption und Absorption von Gasmolekülen bewirkt eine Schwankung des Oberflächenpotenzials und somit eine Änderung des Sensorwiderstands. Reduzierende Gase führen zu einer Widerstandsabnahme, oxidierende Gase zu einer Widerstandszunahme. Diese Widerstandsänderung ermöglicht die Bestimmung der Gaskonzentration.

Anwendungsszenarien

Metalloxidsensoren finden breite Anwendung in der Gasanalyse. Verschiedene Sensormodelle weisen eine hohe Empfindlichkeit gegenüber spezifischen Gasen auf. Anwendungsbeispiele sind:

1) Nachweis von Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Toluol in verschmutzter Luft.

2) Nachweis von Aminen, Abfallstoffen und Schwefelwasserstoff, die durch verdorbene Fische entstehen.

3) Nachweis von Ethanol, organischen Lösungsmitteln und anderen flüchtigen Gasen.

Technische Parameter

1) Messbereich: Unterschiedliche Sensortypen haben unterschiedliche Messbereiche (Hinweis: Der im Tongyang Geruchsdetektor verwendete Metalloxidsensor kann Geruchskonzentrationen im Bereich von 0-1000 OU mit einer Auflösung von 1 OU erfassen).

2) Empfindlichkeit: 0,08-0,5.

Vorteile und Nachteile

Vorteile: Kleine Größe, niedrige Kosten, lange Lebensdauer, großer Erfassungsbereich und schnelle Reaktionszeit.

Nachteile: Hohe Betriebstemperatur, hoher Stromverbrauch und keine Eigensicherheit.