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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(jiǎn)述為將探測(cè)到的酒精濃度轉(zhuǎn)換成有用電信號(hào)的器件，并 根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與待測(cè)氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息 [11] 。MQ-3 氣敏傳感器由陶瓷管和二氧化硅敏感層、測(cè)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(yīng)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(cè)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(gè)管腳輸出，其中四個(gè)用 于信號(hào)的取出，二個(gè)用于提供加熱的電流。 圖2.4 酒精傳感器的外觀和相應(yīng)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(gè)極，圖中框圖中“V”為 傳感器的工作電壓，同時(shí)也是加熱的電壓。 在工作時(shí)，氣敏傳感器的加熱電壓選取交流或直流 5V 均可。當(dāng)其被受熱后酒精傳感器，加溫室環(huán)境 中的可燃?xì)怏w濃度迅速增大，傳感器的內(nèi)阻阻值將會(huì)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(dāng)超過(guò)預(yù)設(shè)定的閾值時(shí)，可產(chǎn)生相應(yīng)的 操作 [13] 。

經(jīng)過(guò)處理后檢測(cè)信號(hào)由電阻值轉(zhuǎn)變成電壓值，就可用于后續(xù)電路進(jìn)行 轉(zhuǎn)換和處理。 傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成。其一為加熱回路，其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)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(guò)與其串聯(lián)的負(fù)載電阻 RL輸出獲得的。二者之間的關(guān)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(fù)載電阻 可調(diào)為0.5—200KΩ 。負(fù)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(guān)系慎密，為了使測(cè)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(cè)量前需將傳感器預(yù)熱 分鐘。預(yù)熱后半導(dǎo)體顆粒表面的吸附可導(dǎo)致材料載流子濃度發(fā)生相應(yīng)變化，從而改變電導(dǎo)率，使傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生改變 來(lái)相應(yīng)反映濃度變化 [14] 半導(dǎo)體方式的MQ-3 酒精傳感器具有靈敏度高、電路簡(jiǎn)單、使用方便、所需費(fèi)用低、穩(wěn)定 性好以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可以把氣體信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，因此得到廣泛應(yīng)用。MQ-3 精傳感器可用于機(jī)動(dòng)車駕駛員呼氣中酒精濃度的檢測(cè)，以及其它嚴(yán)禁酒后操作的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境探測(cè)甲烷報(bào)警器，也可用于其它場(chǎng)所的乙醇蒸氣勘測(cè)工作等。

MQ-3 酒精傳感器的實(shí)物中包含有 和兩個(gè)B）用于信號(hào)讀取，兩個(gè) 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?xì)怏w傳感器的突出技術(shù)特點(diǎn)為： 對(duì)乙醇蒸汽具有較高的靈敏度和優(yōu)秀的選擇性； 響應(yīng)時(shí)間短并且恢復(fù)時(shí)間短的特性； 長(zhǎng)期的使用壽命和可靠檢測(cè)的穩(wěn)定性； 驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單；MQ-3 型氣敏傳感器技術(shù)指標(biāo)如下： 使用氣體：酒精（乙醇）； 探測(cè)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(yīng)時(shí)間：10s（70% Response)； 恢復(fù)時(shí)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(bào)警器，其輸出的電阻阻值會(huì)隨著乙醇?xì)怏w濃 度的變化而相應(yīng)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(guān)系通過(guò)實(shí)際測(cè)量，MQ-3 模擬端的輸出信號(hào)與酒精濃度特性曲 線近似為線性的關(guān)系 [15] ，如圖 2.6 所示。

圖2.6 輸出電壓與酒精濃度的關(guān)系 [11]吳金宏,張連中,劉麗娜.光電開(kāi)關(guān)及應(yīng)用.國(guó)外電子元器件[M] ,2001,5:14~18. [12]卜云峰.檢測(cè)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005,1:13-15. [13]常健生主編.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.4:36～64. [14]謝望.光電傳感器技術(shù)的新發(fā)展及應(yīng)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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