随着物联网（IoT）随着技术的普及，电气产品正朝着高性能、小型集成的方向发展，电路板设计也倾向于高密度。在长期使用过程中，由于热积累和部件老化，这种高密度电路板容易产生质量劣化，甚至可能引起火灾。虽然传统的熔断保险装置可以在一定程度上防止电路短路引起的火灾，但在数据库中心和汽车制造等安全要求较高的领域，单一的保险措施显然不足。因此，本研究旨在通过先进的半导体气体传感器技术，对电路板过热时产生的异味气体进行早期检测，从而提前发现潜在的火灾风险。
对象产品
本研究选用的气体传感器型号为TGS2600、TGS2602和TGS2603，以其高灵敏度和广泛的检测范围，在气体检测领域得到了广泛的应用。
研究内容
1.分析电路板产生的挥发性气体
为了了解电路板过热时会产生什么挥发性气体，我们选择了五种不同类型的电路板将其加热到250℃，并使用气相色谱和质量分析来分析产生的气体。结果表明，每个电路板产生多种挥发性气体，主要包括酒精、酰胺、酸、酮和芳香族化合物。这些气体类型和浓度的差异为我们随后选择传感器提供了重要的参考。
2.讨论传感器选型和工作电压优化
我们进行了详细的实验，以找出与上述五种气体相对应的传感器灵敏度特性和最合适的工作电压。实验结果表明，
TGS2600对各种气体的灵敏度较低，但灵敏度平衡较好；
TGS2602则表现出与TGS2603相似的灵敏度，随着工作电压的提高，芳香气体的灵敏度显著提高，所有气体的灵敏度平衡也很好；
而TGS2603它对芳香气体几乎没有敏感性，但对酒精和酮类气体更敏感。考虑到传感器在实际应用中需要对各种气体有良好的平衡，我们选择了5V的工作电压TGS2602作为最佳传感器。
各类传感器的灵敏度特性
3.挥发性气体的生产机制和传感器响应确认
为了验证传感器的实际响应效果，我们在封闭容器中对PCB电路板上的布线模板施加了12A过电流，同时观察TGS2602传感器电阻和布线模板状态的变化。实验结果表明，施加过电流后，传感器的电阻值立即下降，表明传感器检测到了挥发性气体的存在。同时，我们还观察到布线模板产生了一些气体，7分钟后闻到强烈的气味，布线模板的中间变成了黑色。这进一步证实了传感器在检测电路板过热产生的气味气体方面的有效性。
TGS2602传感器的电阻变化和布线模板施加过电流后电路板上产生的挥发性气体的状态变化
研究成果
本研究通过一系列实验成功验证了半导体气体传感器检测电路板过热产生的气味气体的可行性。通过在封闭空间或气味气体来源附近设置气体传感器，我们可以在烟雾和火灾发生前的事故迹象的早期阶段感知电路板的异常加热。与目前流行的广域（室内）监测火灾检测系统相比，我们的方法可以大大提前感知异常情况的时间点，有效防止火灾或将事故损坏控制在最小范围内。
对于有兴趣开发相关技术的企业客户，请随时联系工业网络技术工程师。我们期待与更多的合作伙伴合作，共同促进气体检测技术在火灾预防领域的应用与发展。
原文标题 : 半导体气体传感器：检测电路板异味气体，避免火灾