MQ2 烟雾/可燃气体传感器技术参考手册

1. 概述

MQ-2是广泛使用的半导体(MOS)型气体传感器，采用SnO₂(二氧化锡)作为气敏材料。其工作原理是：在清洁空气中SnO₂电导率较低；当检测到可燃气体（LPG、甲烷、氢气、丙烷、酒精、烟雾等）时，气体分子与SnO₂表面吸附氧发生氧化还原反应，导致材料电导率增加，传感器输出电阻下降。通过外部负载电阻分压即可获得与气体浓度对应的模拟电压信号。

MQ-2模块通常集成LM393比较器，同时提供模拟量输出(AO)和数字量输出(DO)，数字阈值可通过板上电位器调节。

2. 引脚定义

引脚	标识	类型	功能描述
1	VCC	PWR	电源正极，5V DC（为加热丝和传感器供电）
2	GND	PWR	电源地
3	AO	O	模拟量输出(0-5V)，浓度越高电压越高
4	DO	O	数字量输出(TTL)，超过阈值输出低电平

3. 电气特性

参数	最小值	典型值	最大值	单位
加热电压(VH)	4.9	5.0	5.1	V
加热电阻	-	33	-	Ω
加热功耗	-	800	900	mW
加热电流	-	150	180	mA
回路电压(VC)	-	5.0	24	V
负载电阻(RL)	-	10	47	kΩ
预热时间	60	-	3600	s
响应时间	-	<10	30	s
恢复时间	-	<30	60	s

灵敏度特性 (Rs/R0)：

气体类型	浓度(ppm)	Rs/R0典型值
LPG	1000	~3.5
丙烷	1000	~3.8
甲烷	1000	~4.5
氢气	1000	~2.5
酒精	500	~5.0
烟雾	-	~4.0

Rs = 传感器在不同浓度气体中的电阻，R0 = 传感器在1000ppm氢气中的电阻

4. 典型应用电路

        5V
        │
   ┌────┼─────────────┐
   │    │             │
   │   ┌┴┐            │
   │   │ │ RL(10kΩ)   │
   │   └┬┘ 负载电阻   │
   │    │             │
   │    ├──── AO ──── ADC (MCU)
   │    │
   │   ┌┴┐
   │   │ │ Rs (传感器)
   │   └┬┘
   │    │
   ┌┴────────┐
   │ 加热丝H  │
   └┬────────┘
    │
   GND

等效电路：
        VCC
         │
        ┌┴┐ RL (10kΩ 负载电阻)
        └┬┘
         ├──── Vout = VCC × RL/(Rs+RL)
        ┌┴┐
        │ │ Rs (传感器敏感电阻)
        └┬┘
         │
        GND

当气体浓度↑ → Rs↓ → Vout↑

5. 使用注意事项

1. 充分预热：MQ-2需要预热至少60秒才能获得稳定读数；若要精确测量，建议预热24小时以上
2. 加热电压必须稳定：加热电压直接影响传感器温度和工作点，必须使用稳压5V±0.1V供电，不可用电池直供
3. 不能定量检测：MQ-2是广谱传感器，对多种气体都有响应，无法区分具体气体种类，仅适合定性/半定量检测
4. 温湿度影响：环境温湿度变化会导致基线漂移，精密应用需做温湿度补偿
5. 防中毒：避免传感器长时间暴露在高浓度有机硅蒸汽、硫化氢、卤代烃等环境中，会导致永久性灵敏度下降
6. 安装方向：传感器应竖直安装，气敏面朝下或朝侧面，避免灰尘积聚
7. 安全间距：MQ-2加热时表面温度较高，PCB布局时周边元件需保持适当距离
8. 校准方法：使用1000ppm氢气(或已知浓度的LPG)标定R0值，然后按Rs/R0曲线推算其他浓度
9. MQ系列对比：
   • MQ-2：广谱可燃气体（LPG/甲烷/烟雾/酒精）
   • MQ-3：酒精专用
   • MQ-7：一氧化碳专用
   • MQ-135：空气质量（苯/氨/氮氧化物）