適用于工廠等室內(nèi)NO2含量檢測的傳感器

近幾年，化工行業(yè)生產(chǎn)過程中有毒氣體監(jiān)測問題越來越受到工廠的重視。二氧化氮?dú)馐且环N重要的工業(yè)氣體，可以用來進(jìn)行工業(yè)水處理作為殺菌消毒劑，也可以用來制漿和制纖維，精制面粉，油脂，糖分，皮革等。二氧化氮是一種有毒氣體，顏色呈紅褐色，順磁性，有刺激性氣味，在水中容易溶解。二氧化氮(4ppm)濃度低會(huì)使鼻子癱瘓，并可能導(dǎo)致過量吸收，長期暴露在NO2濃度為40至100毫克/立方米的環(huán)境中會(huì)對健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以，為了避免二氧化氮?dú)怏w危害職工健康，影響生產(chǎn)安全，必須對工廠二氧化氮?dú)怏w進(jìn)行實(shí)時(shí)安全監(jiān)控。

目前適用于工廠等室內(nèi)NO2含量檢測的比較通用的方法是采用氣體傳感器進(jìn)行監(jiān)測，使用具有體積小、成本低廉等特點(diǎn)的二氧化氮傳感器對環(huán)境中的二氧化氮濃度進(jìn)行簡單快速的監(jiān)測，而二氧化氮的核心元件采用銦鎵鋅氧化物支撐的半導(dǎo)體薄膜晶體管，成功地實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測儀器的自動(dòng)化和微型化。

氮?dú)獾暮诵母袦y元件為銦鋅氧化物半導(dǎo)體薄膜晶體管。該材料薄膜的表面電子含量豐富，NO2分子很容易吸附在薄膜表面電子。隨著吸附的分子增加，薄膜表面的電子消耗也增加，因此改變其電信號(hào)地輸出并觸發(fā)NO2監(jiān)控警報(bào)。

當(dāng)檢測元件完成監(jiān)測任務(wù)后，通過使用集成LED燈發(fā)出的光釋放被吸附的NO2分子，可以恢復(fù)IGZO電子層，從而再次激活傳感器使用。試驗(yàn)證明，該傳感器對NO2的檢測極限可以降低到100ppb(十億分之一)量級。

此外，二氧化氮?dú)饷魝鞲衅鞯膬?yōu)點(diǎn)是它把氣敏傳感器所需的敏感元件和信號(hào)處理元件集成到一個(gè)微系統(tǒng)中，輸出的信號(hào)隨NO2濃度的變化而變化，從而形成一個(gè)獨(dú)立完整的傳感器部件。

NO2在室溫下被檢測，并通過可見光激活恢復(fù)器件的感測功能，這使得NO2氣體傳感器得以在城市和汽車上大規(guī)模部署，為低成本、高效率、高靈敏度的氣體檢測系統(tǒng)鋪平了道路。因此，低成本的有害氣體傳感器的應(yīng)用對于控制空氣質(zhì)量具有積極意義。

為了保證工廠生產(chǎn)安全，除合理監(jiān)控外，還應(yīng)采取以下預(yù)防措施：加強(qiáng)密閉、通風(fēng)，嚴(yán)格安全操作規(guī)程，加強(qiáng)宣傳教育，普及急救和預(yù)防知識(shí)，做好崗前健康監(jiān)護(hù)和定期體檢。如能在生產(chǎn)過程中，定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和檢查監(jiān)控，或許能及早發(fā)現(xiàn)，將危害降到最低限度。

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