4.4.2. Полупроводниковые газоанализаторы

В самых простых и дешевых газовых датчиках используется эффект изменения электрического сопротивления некоторых полупроводниковых материалов, возникающего вследствие адсорбции газа.

Так как погрешности измерения концентраций газов приборами с полупроводниковыми датчиками достаточно велики, эти устройства называют не газоанализаторами, а газосигнализаторами. Их основное назначение – не измерение концентрации газа, а оперативное информирование об опасной ситуации. На рис. 45б дан внешний вид газосигнализатора БРИЗ-201 для измерения концентрации озона в воздухе с принципом действия, основанным на изменении проводимости толстопле­ночного металлооксидного полупроводникового сенсора в присутствии озона.

Важнейшим материалом для создания полупроводниковых датчиков является диоксид олова SnO₂ с различными легирующими добавками. Подбором легирующей добавки и рабочей температуры можно увеличивать чувствительность датчика к одним газам и снижать к другим. При легировании медью оптимальная чувствительность, например, для СО получается при 370^оС. В случае метана СН₄ оптимальная чувствительность достигается при легировании платиной и работе при температуре 500^оС.

Основным недостатком полупроводниковых газоанализаторов является их высокая чувствительность к не измеряемым газам (низкая селективность измерений). Газовый датчик с высокой селективностью получается для сероводорода H₂S. Датчик выполняется на основе нелегированного SnO₂ при рабочей температуре 200^оС. При времени срабатывания около одной минуты датчик позволяет измерять концентрации H₂S от 0,1 до 20^.10^-4%.