MQ135气体传感器是一款广泛应用于空气污染监测领域的传感器,它能够检测空气中的有害气体并给出相应的电导率变化信号。其在工业和家庭环境监测中有着重要的应用价值,例如用作家庭的空气污染报警器、工业的空气污染控制器以及便携式的空气污染检测器。
MQ135传感器的主要特点是它在较宽的气体浓度范围内对多种有害气体具有很高的灵敏度,尤其是在氨气、硫化物、苯系等气体的监测上表现出色。它适用于检测包括氨气、甲苯、氢气在内的多种气体,检测范围一般为10-1000ppm。MQ135传感器具有较长时间的使用寿命,而且成本低廉,使用的驱动电路也相对简单。
传感器的核心部件是气敏材料二氧化锡(SnO2),其在清洁空气中的电导率较低。当暴露于含有污染气体的环境中时,其电导率会随气体浓度的升高而增加,这一特性使得它可以通过简单的电路将电导率的变化转换为与气体浓度相关的输出信号。
从提供的内容中可以看出,MQ135传感器在不同的温度和湿度条件下对气体浓度的敏感度特性会有所变化。温度和湿度的升高会使得传感器的电阻比(Rs/Ro)发生改变。图2展示了这一点,其中温度越高,湿度越低时,电阻比越低,即传感器的灵敏度越高。
传感器的工作电压一般为直流(DC)形式,回路电压(Vc)和加热电压(VH)是两个重要的参数。一般情况下,加热电压是固定的5.0V±0.2V,而回路电压应小于或等于24V。传感器在特定条件下的工作温度和储存温度分别为10-50℃和-20-70℃,相对湿度应小于95%。传感器的灵敏度特性会受氧气浓度的影响,标准条件下的氧气浓度为21%。
关于MQ135传感器的测试,需要关注预热时间、浓度斜率等技术参数,预热时间应不少于48小时。通过测试电路图3,我们知道传感器的加热器和负载电阻(RL)需要外接电源供电,加热器电压(VH)用于为传感器提供工作温度,而测试电压(VC)则用于测量负载电阻上的电压(VRL)。通过计算可得出传感器电阻(Rs)和敏感体功耗(Ps)的值。
传感器的结构设计是它的另一个重要特点,它由微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感层、测量电极以及加热器构成,并且封装于塑料或不锈钢制成的腔体中。传感器有六个针状管脚,四个用于信号输出,两个用于提供加热电流。传感器的材料包括二氧化锡、金、铂、镍铬合金、三氧化二铝等。
在实际应用中,选择合适的负载电阻(RL)值对于优化MQ135传感器性能至关重要。它不仅影响到传感器的灵敏度,还与传感器的功耗直接相关。因此,在设计和使用时需要根据具体的应用场景和环境条件来选择最合适的RL值。
总结来看,MQ135气体传感器是一种具有广泛监测范围、高度灵敏度和低成本优势的空气污染监测设备,通过它的应用可以有效进行空气污染控制,保护人们的健康。由于其简单易用的特性,它已经成为了环境监测领域中的一个重要工具。