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隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的普及，電氣產(chǎn)品日益朝著(zhù)高性能化與小型集成化的方向發(fā)展，電路板的設計也趨向于高密度化。這種高密度電路板在長(cháng)期的使用過(guò)程中，由于熱蓄積和元件老化，很容易產(chǎn)生品質(zhì)劣化，甚至可能引發(fā)火災。傳統的熔斷式保險裝置雖然在一定程度上能夠防止電路短路導致的火災，但在對安全性要求極高的領(lǐng)域，如數據庫中心和汽車(chē)制造中，僅憑單一的保險措施顯然不足。因此，本研究旨在通過(guò)先進(jìn)的半導體式氣體傳感器技術(shù)，對電路板在過(guò)熱時(shí)產(chǎn)生的異味氣體進(jìn)行早期檢測，從而提前發(fā)現潛在的火災風(fēng)險。 對象產(chǎn)品本研究選用的氣體傳感器型號為T(mén)GS2600、TGS2602和TGS2603，這些傳感器以其高靈敏度和廣泛的檢測范圍，在氣體檢測領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用。
研究?jì)热?/strong>1.對電路板產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體進(jìn)行分析 為了了解電路板在過(guò)熱時(shí)會(huì )產(chǎn)生哪些揮發(fā)性氣體，我們選取了五種不同類(lèi)型的電路板，將它們加熱至250℃，并使用氣相色譜法與質(zhì)量分析法對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了分析。結果顯示，各電路板均產(chǎn)生了多種揮發(fā)性氣體，主要包括酒精、酰胺、酸類(lèi)、酮類(lèi)和芳香族化合物。這些氣體種類(lèi)和濃度的差異，為我們后續選擇傳感器提供了重要的參考依據。
2.傳感器選型與工作電壓優(yōu)化討論 為了找出與上述五種氣體相對應的傳感器靈敏度特性，以及最適宜的工作電壓，我們進(jìn)行了詳細的實(shí)驗。實(shí)驗結果顯示， TGS2600對各種氣體的靈敏度都較為低下，但靈敏度均衡性較好； TGS2602則表現出與TGS2603相近的靈敏度，且隨著(zhù)工作電壓的提高，對芳香族氣體的靈敏度顯著(zhù)提高，對所有氣體的靈敏度均衡性也非常好； 而TGS2603對芳香族氣體幾乎無(wú)靈敏度，但對酒精和酮類(lèi)氣體的靈敏度較高�？紤]到實(shí)際應用中需要傳感器對各種氣體都具有良好的均衡性，我們選擇了工作電壓為5V的TGS2602作為最優(yōu)傳感器。
各型號傳感器的靈敏度特性 3.揮發(fā)性氣體產(chǎn)生機制與傳感器響應確認 為了驗證傳感器的實(shí)際響應效果，我們在密閉容器內對PCB電路板上的配線(xiàn)模板施加了12A的過(guò)電流，并同時(shí)觀(guān)察TGS2602傳感器電阻的變化與配線(xiàn)模板的狀態(tài)變化。實(shí)驗結果顯示，施加過(guò)電流后，傳感器的電阻值立即下降，表明傳感器已經(jīng)檢測到了揮發(fā)性氣體的存在。同時(shí)，我們也觀(guān)察到配線(xiàn)模板產(chǎn)生了某些氣體，7分鐘后可以聞到強烈的異味，且配線(xiàn)模板中部已經(jīng)變成了黑色。這進(jìn)一步證實(shí)了傳感器在檢測電路板過(guò)熱產(chǎn)生的異味氣體方面的有效性。
施加過(guò)電流后電路板上產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體導致的TGS2602傳感器電阻變化與配線(xiàn)模板的狀態(tài)變化 研究成果本研究通過(guò)一系列實(shí)驗，成功驗證了半導體式氣體傳感器在檢測電路板過(guò)熱產(chǎn)生的異味氣體方面的可行性。通過(guò)在密閉空間或異味氣體產(chǎn)生源頭附近設置氣體傳感器，我們可以在冒煙與起火出現之前的事故征兆初期階段，把電路板的異常發(fā)熱感知出來(lái)。與目前普及的廣域（室內）監測式起火檢出系統相比，我們的方法能夠大幅度提前感知異常狀況的時(shí)間點(diǎn)，從而有效預防火災的發(fā)生或將事故損害控制在最小范圍內。 對于有意研發(fā)相關(guān)技術(shù)的企業(yè)客戶(hù)，請隨時(shí)聯(lián)系工采網(wǎng)技術(shù)工程師。我們期待與更多合作伙伴攜手共進(jìn)，共同推動(dòng)氣體檢測技術(shù)在火災預防領(lǐng)域的應用與發(fā)展。 |
