kaasuntunnistusresistorit

Kaasuntunnistusresistorit ovat vastuksia, joiden resistanssi muuttuu, kun niiden pinnalle joutuu erilaisia kaasuja. Ne ovat keskeinen sensori-elementti resistiivisissä kaasusensoreissa ja niitä käytetään sekä kaupallisissa että tutkimuskäytössä kaasujen havaitsemiseen. Toimintaperiaate perustuu metallinoksidipohjaisen sensoripinnan reaktioihin kaasumolekyylien adsorboitumisen seurauksena, mikä muuttaa avointen sähköjohtavuuden määrää pinnan alueella.

Rakenteeltaan kaasuntunnistusresistorit koostuvat yleensä ohutkalvosta metallinoksidia, kuten tinin oksidia (SnO2), sinkin oksidia (ZnO), titaanin oksidi (TiO2) tai wolframoksidi (WO3), joka on sijoitettu kerroksen tavoin substraatin päälle. Kalvo yhdistetään usein mikrokeittimeen ja interdigitated-elektrodeihin, jotta vastuksen muutokset voidaan lukea suorana sähköisenä pistemittauksena. Erikoistapauksissa käytetään dopingia tai katalyyttisiä napeja (esim. Pt, Pd) herättämään reaktiota tiettyjen kaasujen kanssa.

Käyttö ja suorituskyky: kaasuntunnistusresistorit toimivat erityisesti resistiivisissä kaasusensoreissa, joissa muut kaasut aiheuttavat vastuksen muutoksia. Ne soveltuvat sekä pienikokoisiin käsikäyttöisiin laitteisiin että kiinteisiin sensorivaihtoehdoihin, ja niitä käytetään mm. kuluttajatuotteissa, teollisuudessa ja turvallisuussovelluksissa CO:n, H2:n, NH3:n ja muiden kaasujen havaitsemiseen. Yleistä on, että vaste riippuu lämpötilasta sekä kosteusolosuhteista, ja lakisitteellinen kalibrointi sekä sensorin valinta (pyrittäessä tiettyyn kaasuun tai laajaan kaasukannaan) ovat välttämättömiä. Haasteita ovat herkkyyden valikoivuuden rajoittuminen, hysteresis ja ikääntyminen sekä kosteus- ja lämpötilariippuvuudet. Yleensä parempaa valikoivuutta saavutetaan yhdistämällä useita sensoreita sekä käyttämällä kehittyneitä signaalinkäsittelymenetelmiä.