氣敏傳感器的原理及在預防煤礦瓦斯爆炸中的應用:文章從瓦斯爆炸的危害、瓦斯爆炸的原理引入，分析了氣敏傳感器在預防煤礦瓦斯爆炸中的重要作用，設計了應用氣敏傳感器預防煤礦瓦斯爆炸的應用電路，并分析了該電路的工作原理，確定了組成電路各元器件選用方法、功能特點及其性能指標。
關鍵詞：瓦斯爆炸；氣敏傳感器；半導體；敏感元件
0 引言
??? 近年來在煤礦生產過程中由于瓦斯濃度超限而引起的重大事故常有發生，而每次事故的發生都會有人員傷亡，都會給國民經濟帶來巨大損失，給傷亡人員的家庭帶來沉重的災難，所以，瓦斯的防治迫在眉睫。
有資料顯示，我國目前煤礦事故中80%以上為瓦斯爆炸事故，而專家介紹，煤礦瓦斯爆炸必須具備三個條件：火源、瓦斯含量在5%～16%之間、氧氣。礦井瓦斯爆炸是一種鏈鎖反應，當爆炸混合物吸收一定能量后，反應分子的鏈即行斷裂，離解成兩個或兩個以上的游離基。這類游離基有很大的化學活性，成為反應連續進行的活化中心。在適合的條件下，每一個游離基又可以進一步分解，再產生兩個或兩個以上的游離基。這樣循環不己，游離基越來越多，化學反應速度也越來越快，最后就可以發展為燃燒或爆炸式的氧化反應。瓦斯爆炸產生的高溫高壓，促使爆炸附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡、破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產生更大的破壞力，另外，爆炸后生成大量有害氣體，也會造成人員中毒死亡。
2? 氣敏傳感器的可靠性及保護原理
把半導體氣敏傳感器合理的應用到礦井生產中去，就能很好地預防瓦斯爆炸這類可怕的災難。半導體氣敏傳感器對于低濃度氣體具有很高的靈敏度，具有嗅覺功能，能自動檢測瓦斯濃度。一旦瓦斯超限，氣敏傳感器即可自動報警，然后采取先抽后采的原則，即可防止瓦斯爆炸事故的發生。
??? 半導體氣敏傳感器是利用待測氣體在半導體表面的氧化和還原反應導致敏感元件阻值變化來檢測氣體的種類和濃度的。當半導體器件被加熱到穩定狀態，在氣體接觸半導體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在表面自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發掉，另一部分殘留分子產生熱分解而固定在吸附處時，如果半導體的功函數大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放電子，而形成正離子吸附。如H2、CO、碳氫化合物等，被稱為還原型氣體。當還原型氣體吸附到N型半導體上時，載流子增多，使半導體電阻值下降。利用這種半導體氣敏傳感器和相應的電路即可構成下面礦井瓦斯超限報警電路。