NiO基厚膜NO_2传感器的研制

文中分别以化学沉淀法、柠檬酸法和均相沉淀法制备了NiO纳米材料,通过XRD方法对所制备材料的晶体结构进行分析表征.并以上述不同方法制备的NiO为基体材料,Cr2O3、WO_3为掺杂剂制作了电导型厚膜NO_2气体传感器.研究了工作温度、掺杂剂等对器件气敏性能的影响.结果表明:掺杂WO_3的NiO基厚膜传感器对NO_2有较高的灵敏度、良好的选择性及响应特性,并且对器件的敏感机理做了初步的分析.     

NASICON固体电解质气体传感器的研究进展

采用高温固相法、溶胶-凝胶法制备了NASICON固体电解质材料,并利用XRD、IR、Raman、SEM等现代分析手段对NASICON材料进行了分析表征,优选出NASICON材料制备的工艺条件.对制备不同检测气体所需的敏感电极材料组份及制备方法进行了比较系统的研究.并以NASICON为离子导电层,以BaCO3-Li_2CO_3、Na_2SO_4-Li_2SO_4等复合盐以及单一或复合金属氧化物为敏感电极材料,制作出了具有良好性能的CO_2、CO、SO_2、NO_2、H_2S、Cl_2、NH_3等分立器件和集成一体化的CO-C_7H_8(甲苯)、NH_3-C_7H_8两种双功能器件.     

陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10~(-6)的Cl_2和100×10~(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10~(-6)和0~100×10~(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。     

Ag-WO_3基传感器对NO_2气敏特性的研究

Ag-WO_3纳米复合材料通过低温溶胶凝胶法(sol-gel)和共渍法成功合成,并且基于该纳米复合材料制备了检测低浓度NO_2气体的旁热式气敏元件。研究了100～300℃的温度范围内该传感器对H_2S、CO、NO_2、C_2H_5OH、CH_3COCH_3的气敏性能。结果表明,质量分数为1.0%Ag-WO_3气敏传感器对10 ppm的NO_2气体展现了最高的灵敏度和选择性。同时对Ag-WO_3气敏传感器探测气体前后的气敏机理进行了讨论和分析。     

基于声表面波的电站锅炉受热面温度监测传感器研究

为了直接测量电站锅炉高温受热面的温度,对声表面波温度传感器进行有限元模拟及制备,并进行高温实验研究.选择硅酸镓镧(LGS)作为高温压电基底材料,对Au、Pt、Cu三种电极及不同厚度进行模拟分析,最终选择100 nm厚的Au电极.实验结果表明该传感器谐振频率随温度呈下降趋势,温度灵敏度较好为5.89 kHz/℃,且高温时...     

瓦斯传感器MnO_2/Al_2O_3催化材料的研制

采用室温固相合成法制备了不同含量的MnO_2/Al_2O_3系列敏感材料,试验研究了MnO_2催化剂含量和焙烧温度对甲烷气体催化活性的影响,并考察了甲烷传感器灵敏度大小及敏感材料的长期稳定性.结果表明:该法制备的MnO_2/Al_2O_3系列敏感材料具有较好的低温催化活性,且随MnO_2含量的增加,催化剂的低温活性增强.综合考虑敏感材料的催化活性、灵敏度和稳定性,400 ℃焙烧制备的MnO_2含量为30%的MnO_2/Al_2O_3敏感材料对甲烷低温催化燃烧有较好的催化性能.     

采用自组装技术修饰电极的电化学微型免疫传感器

采用微机电系统(MEMS)技术制备出电化学微型电极芯片,并运用自组装技术修饰微型电极表面用于抗体的固定化,研制出新型的电化学微型免疫微传感器.采用MEMS技术,在硅片上制备了分别以Au、Pt、Pt为电极材料的工作电极、对电极以及准参比电极的微型三电极系统.采用自组装技术,以"Au-巯基乙胺-A蛋白"作为抗体的定向固定程序.与在平面裸电极Au表面上固定生物分子的传统方法相比,基于自组装技术的巯基乙胺修饰工作电极Au表面具有更高的生物亲和性,并且能够提高A蛋白在Au表面的固定量,从而在很大程度上提高了抗体的结合能力.研究表明,这种电化学微型免疫传感器具有检测灵敏度较高、响应快、试剂用量少、与集成电路工艺相兼容等优点.     

基于铈掺杂氧化锌氧化镍的高选择性三乙胺传感器制备北大核心CSCD

文中采用简单的一步溶剂热法合成了具有自组装花状结构的掺杂不同含量Ce的ZnO/NiO复合材料,并将其制备成传感器,研究了气敏性能。结果表明:当Ce的掺杂含量为2%时,复合材料表现出优异的三乙胺传感性能。该传感器在160℃的低工作温度下对三乙胺(TEA)具有较高的灵敏度,并具有优异的选择性和稳定性。对三乙胺的选择性高达56.87%,对其他气体选择性均小于10%。该传感器是一种很有前景的实用TEA探测器。     

基于SnO2-CuO掺杂的CO2气体敏感特性研究

以氧化物半导体SnO2为基体材料加入40％的活性CuO材料,制备出了对CO2具有敏感性的气体敏感材料,其检测浓度范围为0 ～5％.实验结果表明,在SnO2 - CuO敏感材料的基础上掺杂适量CeO2、Ag2O、Bi2O3等氧化物,不仅提高了其对CO2气体的灵敏度,而且可以提高其稳定性,从而改善了其对CO2的敏感特性.在试验结果的基础上,分析并讨论了该系列材料对CO2气体的敏感机制.基于这种敏感材料的CO2气体传感器具有结构简单、容易制备、使用方便和价格低廉等优点.     

PtPd电催化剂在电化学酒精气体传感器中的应用

制备高效催化剂是电化学酒精气体传感器研发的重要挑战。因此,文中制备并优化了PtPd基催化剂,通过电化学测试筛选出具有最佳催化乙醇氧化活性的催化剂(Pt_3Pd_1)。通过组装传感器及传感器性能测试证明,与传统的基于铂黑为工作电极催化剂的电化学酒精气体传感器相比,Pt_3Pd_1传感器的灵敏度提升了18%,同时响应时间缩短38%,恢复时间缩短30%,显示出良好的应用前景。     

In_2O_3纳米材料的制备及其气敏特性的研究

文中采用溶胶 -凝胶法合成了In2 O3纳米粉体 ,确定其晶体结构并掺入Co3O4 、Au等掺杂剂制成烧结式器件 ,该器件对CO气体具有较高的灵敏度 ,良好的响应恢复特性和选择性     

老化处理对塑料光纤传感器光传输及灵敏度的影响

为了提高正规包层-纤芯类倏逝波塑料光纤传感器的灵敏度,本文对传感器敏感区在真空和水浴中进行了老化处理。老化处理时,先将光纤部分区域的保护层去除;然后将这种裸光纤作为传感器的敏感区,对其进行真空和蒸馏水老化处理。对比研究了传感器敏感区经真空和蒸馏水老化不同时间后的光传输特性及灵敏度,分析了老化处理对传感器光传输特性与灵敏度的影响机理。研究表明:老化处理后,塑料光纤纤芯折射率及材料成分发生了变化,由此改变了光纤内部光传输模式及光纤表面有效倏逝场透射深度与传播长度,从而降低了传感器的光传输性能。传感器对葡萄糖溶液的灵敏度随着老化时间的延长先增大后减少,在真空中105℃老化处理20min后的灵敏度达到最高-0.004 2/g·(100mL)-1,高于蒸馏水老化处理后的传感器灵敏度。研究结果对高灵敏度正规包层-纤芯类塑料光纤倏逝波传感器的研制提供了技术支撑。     

基于灵敏度分析的静电传感器优化设计

对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究.利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律.并在此基础上.,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数(感应面半径、屏蔽罩厚度、屏蔽罩内径、绝缘体介电常数、感应面内缩长度)对灵敏度空间分布的影响,并在试验台上验证了不同设计参数对接触损伤静电信号的影响,为传感器优化设计提供了依据.     

Development of a microlateral force sensor and its evaluation using lateral force microscopy

A microlateral force sensor (MLFS) was developed and evaluated using atomic force microscopy (AFM). The sensor was attached to a sensing table supported by a suspension system. The lateral motion of the sensing table was activated by a comb actuator. The driving voltage to the comb actuator was controlled to maintain a constant position of the sensing table by detecting the tunneling current at a detector, which consisted of two electrodes where the bias voltage was applied. An AFM was used to apply a lateral force to the sensing table of the sensor. When the probe of a cantilever was pressed against the sensing table and a raster scanning was conducted, the driving voltage of the comb actuator changed to compensate the friction force between the probe and sensing table. AFM measurements of an asperity array on the sensing table were conducted, and a lateral force microscopy image (LFM) was obtained from the change in driving voltage. The image by MLFS was very similar to the LFM image that was conventionally obtained from torsion of the cantilever. The LFM image strongly correlated with the gradient image calculated from the AFM topographic image. The force sensitivity of the MLFS was determined by comparing the LFM image obtained by using the MLFS with the tangential force derived from the gradient of the AFM image.     

PMMA/ 石墨烯异质压力传感器及传感特性分析

石墨烯具有优异机电性能和超大比表面积,其显著压阻效应可应用于高性能压力传感,为探索下一代超灵敏传感器开 辟新方向。 目前在研石墨烯压力传感器存在石墨烯悬空破损严重、成品率低等难题,其根源在于,石墨烯除胶释放过程应力过 载。 本文提出以 PMMA/ 石墨烯复合异质薄膜替代单层石墨烯的压力传感器新方案,设计 COMS 兼容新工艺,可实现传感器规 模化制备,成品率接近 100% 。 测试表明,本文传感器灵敏度高达 7. 42×10 -5 / kPa,优于与已报道结果。 提取传感器压力测量精 度约为 2. 6% ~ 3. 5% ,比国外禁运高性能压力传感器精度(0. 05% ~ 0. 01% FS)差近 2 个数量级,其主因在于测量系统电噪声及 受工艺污染石墨烯本征电阻噪声。 当前石墨烯压力传感器研究的重点应聚焦精度指标的提高,而不是片面追求灵敏度指标。     

基于正弦机构力放大原理的高灵敏度光纤光栅压力传感器

基于正弦机构力放大原理，设计研究了基于平面圆形薄板结构的新型高灵敏度光纤光栅压力传感器，研究表明，传感器的压力灵敏度可高达0．04711（pm／Pa），比裸光纤增敏了14989倍，可应用于超低量程压力的传感测量，而该封装结构易于传感FBG多路复用，组成传感器阵列。     

光纤Bragg光栅靶式流量传感器设计

基于工业流体流量测量技术、光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感检测技术与靶式流量计原理,针对单个光纤Bragg光栅传感系统对温度交叉敏感的问题,设计并且制作了一种基于双光纤Bragg光栅流量传感器。该传感器采用靶盘结构作为光纤Bragg光栅流量传感器的受力元件,对温度起到了补偿作用,并且有效地提高了应变测量灵敏度。实验表明,该流量传感器的线性误差为0.31%。     

新型霍尔传感器在电流检测中的应用

相对于传统的集成霍尔传感器，磁集极霍尔传感器具有高线性度、低磁滞、高灵敏度、体积小、价格低等优点。随着该技术的推广，磁集极霍尔传感器必将广泛应用于很多领域。介绍了磁集极霍尔传感器检测电流的基本原理及应用，并且提出了对于不同范围电流检测的解决办法。