有「嗅覺」的陶瓷

悠閒肉絲 發佈 2022-08-15T06:58:22.880789+00:00

1990年11月4日,《北京晚報》報導了一條消息說的是原蘇聯大馬戲團來京演出丶時,住在北京國際飯店,馬戲團招募的一名工作人員在客房內吸菸,隨手把未熄滅的火柴梗扔進紙簍後離去,結果引著了地毯,幸虧裝在室內的煙霧報警器鳴叫,才避免了一起重大的火災。

大家知道,傳感器是檢測技術、自動控制、遙感技術必不可少的敏感元件。敏感元件主要依靠一類叫敏感陶瓷材料來製造。敏感陶瓷材料品種繁多,難以數計。有電敏、光敏、聲敏、磁敏、熱敏、氣敏、濕敏陶瓷材料等許多類型。它們是獲得各種信息、感知並傳遞信息的關鍵材料,是實現自動控制的重要物質基礎。敏感陶瓷材料在自動控制儀表中就相當於人的五官,起視覺、嗅覺、味覺、聽覺和觸覺器官的作用。在防止火災、煤氣中毒、工程事故中有十分重要的作用。

1990年11月4日,《北京晚報》報導了一條消息說的是原蘇聯大馬戲團來京演出丶時,住在北京國際飯店,馬戲團招募的一名工作人員在客房內吸菸,隨手把未熄滅的火柴梗扔進紙簍後離去,結果引著了地毯,幸虧裝在室內的煙霧報警器鳴叫,才避免了一起重大的火災。

煙霧報警器為什麼能報警呢?靠的就是煙霧傳感器中氣敏陶瓷材料。它的特點就是只要它與一氧化碳和煙霧一類的氣體一接觸,其電阻就立即發生顯著變化。人們利用這一特點,把氣敏陶瓷材料作的傳感器裝在室內或廚房內,並和一個報警電路連接起來,當室內的煙霧達到千分之幾的時候,電路中的電阻就會發生變化而自動接通報警器。

80年代末,在英國發生了一場特大的暴風雪,一輛在中途拋錨的汽車被困在暴風雪中等待救援時,司機為了取暖就用發動機開動暖氣。不料由於發動機內的燃料燃燒不充分,排出的廢氣中有一氧化碳進入車內,結果司機和乘客全部中毒而死。為了防止類似的事件發生,英國運輸部門研究了一種人工鼻。這種人工鼻和汽車上的一個自動報警系統相連,當汽車內一氧化碳等有毒氣體的含量一旦達到危險程度時,警鈴就會響聲大作,告訴司機:危險!

這種人工鼻實際上和煙霧報警器很相似,也是用氣敏陶瓷材料製造的。人工鼻約30厘米長,對一氧化碳一類有毒氣體的嗅覺靈敏度甚至超過嗅覺非常靈敏的狗和豬。除在汽車上使用外,也可以安裝在住宅、工廠和其他車輛中,以監測有毒氣體對人類的危害。氣敏陶瓷材料中最敏感的是二氧化錫,它一遇到一氧化碳或煙霧,其電阻率就發生變化。有些氣敏陶瓷材料,如氧化鋅、氧化鐵對液化氣中的主要成分丁烷、丙烷及天然氣中的主要成分甲烷也很靈敏。在廚房中裝上用氧化物陶瓷製成的煤氣泄漏報警器,就可以防止因煤氣泄漏引起的危險。

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