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烟雾感测器一直见,却不知道它是如何运作的?

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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2020-7-1 14:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 alexwang 于 2020-7-1 14:16 编辑
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    烟雾感测器一直见,却不知道它是如何运作的?
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    EDA365原创   作者: 巢影字幕组

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    烟雾感测器是一个神奇的工程,让我来告诉你它是如何运作的。

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    这个有著烟窗的黑色柱体,是用来引导气空气进到侦测器的。现在它遮住了一些重要元件,这边塞了一个1微居里的放射性元素Am-,大约重0.29微克。那极小量的放射性材料,可以产生让侦测器运作的微弱电流。

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    空气流过这两个电极,当然,现在空气不导电。但当放射性元素Am产生的Alpha微粒,撞击组成空气的氧气和氮气时,它会把电子撞出形成带电的气体分子。9伏特的电池就可以让这些离子流动产生了电流。

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    现在,产生了很微弱的电流,约只有100皮安培,相当于你家里电流的千亿分之一,但烟雾进入装置内,离子附著到烟雾上,开始移动变慢,且失去了电性。

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    两种状况都会让电流停止,而触发了警铃,在只提供9伏特电池之下,要使这样细緻的原件运作,需要用到1960年代固态革命技术。


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    假如我把两个电极移开,你可以看到一个小型的积体电路,它包含了一个神奇的装置"金氧半场效电晶体",能够用来侦测微弱的电流变化。在侦测器里面,它是一个开关装置,藉由电极间的微弱电流来达成开、关的效果,就如同每一个电晶体,其运作取决于是否能够把半导体组成二极体。


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    回想一下,二极体使电流只能往单一方向流动,因为二极体使用了两种种类的半导体。一种是以负电荷为载体(n),另一种以正电荷为载体(p),若把电池反过来,电流就停止,建立一个金氧半场效电晶体,我们拿两个这样的二极体组合在一起,所以二极体的每一个特性都保留下来。


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    这个现在看起来没什麽用,因为在这样的排列下电流永远不会流通。但是,工程师在此二极体夹层中,嵌入一个同种类的半导体,覆盖在此二极体的一面。


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    然后,工程师放置金属接点在二极体的另一面以及刚刚的半导体层上。接下来,他们涂布很薄一层二氧化硅在二极体上面,不像金属或是半导体,二氧化硅完全不导电。工程师再放置一个金属接点在上面"闸极",用来开或关在源极和汲极之间的电流通道。


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    当我们产生一个电压差在闸极和源极之间,就产生了一个场域。整个绝缘层,吸引了自由的正电荷载体往闸极,开启了一个允许电流通过的通道。在电路中,我们用9伏特产生源极和闸极间的通道。它"偏移"了闸极,所以电流流过金氧半场效电晶体,因此触发了喇叭。


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    所以我们用一股从侦测器方向来的逆电流来抵销它。


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    这边就是之前我给你们看的,两个电极之间,由离子化气体产生微弱电流的地方。这微弱电流通过很大的电阻,并且建立与电池方向相反的电压。它关闭让金氧半场效电晶体的流通电流的通道。


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    假如烟雾进入到腔室内,微弱电流就停止,金氧半场效电晶体的通道打开,让电流可以流过,就触发喇叭的响起。对于我们而言,工程最好的地方就是简单、可靠、便宜和拯救无数的生命。


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    关于烟雾感测器运作的内容就分享到这里啦,有没有加深你对这方面的理解呢?


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    如果你有什么想看到的或者想问的,可以在下面留言告诉我们哦~


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    出品丨EDA365
    作者丨巢影字幕组
    排版编辑 | momo
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    该用户从未签到

    发表于 2020-7-1 15:34 | 显示全部楼层
       烟雾感测器大多都用在公共场所吧!
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