基于QCM的湿度传感器等效电路模型研究

基于石英晶体微天平(QCM)的湿度传感器是一种以石英晶体为核心元件的新型高灵敏度传感器.根据气相中晶体振荡电路的起振和稳定条件,对晶体表面敏感薄膜吸附水分时等效电路参数的变化进行建模,得到了一种新型的基于QCM的湿度传感器等效电路模型.通过电路仿真软件PSPICE对模型进行仿真,并搭建QCM湿度传感器实验测量平台,结果验证了基于QCM的湿度传感器等效电路模型的有效性和正确性,对QCM湿度传感器的振荡电路的进一步设计和优化具有指导意义.     

基于金属有机框架化合物的气体传感器研究进展

金属有机框架化合物(MOFs)多孔材料具有形貌的多样性和组成的可调变性等特点,已经在气体吸附分离和气体传感领域得到广泛应用.综述了近年来基于MOFs材料的气体传感器的研究进展,从MOFs材料的合成制备、传感性能和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了基于MOFs的气体传感器发展趋势.     

涂敷脲醛树脂的石英晶体微天平湿度传感器

在碱性条件下预先合成脲醛树脂单体,然后在酸性条件下于石英晶体的电极上原位合成脲醛树脂高分子薄膜,制备了石英晶体微天平湿度传感器。同时考察敏感膜厚度对检测灵敏度的影响以及传感器的响应特性、重复性和稳定性。试验结果表明:涂敷脲醛树脂薄膜的传感器频率随测试的相对湿度变化明显,传感器具有良好的重复性和稳定性。制作的湿度传感器可应用于实际的生产、生活中。     

三氯甲烷在金属有机框架膜上的吸附过程监测

采用石英晶体微天平（QCM）技术动态监测三氯甲烷在[Cu（C24H22N4O3）]·CH2Cl2金属有机框架膜（Cu—MOFs）上的吸附动力学．吸附与解吸过程中膜质量的变化由QCM的频率变化实时传感测量,结果表明,吸附过程符合假二级动力学模型,其中在三氯甲烷蒸气压条件下的吸附速率常数为在1．01×10^5PaNz存在下速率常数的1．4-2．1倍,半数以上的吸附量相对于气相浓度稀释呈现可逆吸附特征。吸附等温线符合Langmuir等温式,在蒸气压与1．01×10^5PaN2存在条件下（25℃）,三氯甲烷在厚度为0．337μm Cu—MOFs上吸附的平衡常数分别为6．47与3．93L／g,最大吸附量分别为27．2与24．7μg／cm^2。     

ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平(QCM)气体传感器的制备与测试。采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器。检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件。检测NH3的体积分数为5×10-6~50×10-6,响应时间均在10 s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系。室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性。该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性。     

测定有机金属化合物的传感器

用于有机金属化合物测定的传感器，包含：在要分析的样品中不溶的无机、有机或聚合载体；指示剂，与有机金属化合物可逆反应，其反应产物在150—1500nm范围内有特征吸收、反射或发射光谱带，并且被物理包埋、吸附、吸收、溶解或者以静电或共价方式化学结合于载体；和光学传感器，在特征波长处测量功能载体的吸收、反射或发射并将其换算为溶液中存在的有机金属化合物的浓度。还涉及在线使用上述传感器测定有机金属化合物浓度的方法。     

基于QCM传感器的液压油品质在线监测系统的开发

提出了一种利用QCM传感器对液压油品质进行在线监测的新方法,给出了系统软、硬件的设计方案 并且设计了适用于油液中的QCM振荡电路。     

基于LiCl湿敏涂层的QCM湿度传感特性的研究

对0.2%质量比LiCl薄膜涂层的QCM湿度传感单元湿敏特性进行了系统性的研究。研究结果表明:0.2%质量比LiCl—QCM的湿度传感单元的线性测量范围为13%～94%RH,克服了常规LiCl湿敏材料传感单元量程窄的缺点。另外,此湿度传感单元还具有重复性好、灵敏度高、湿滞小(小于10 Hz)、数字频率化输出等优点,因而,具有较好的潜在应用前景。     

基于PVDF膜的QCM对DMMP的气敏特性研究

神经性毒剂是化学战剂的重要分支.为了检测神经性毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(DMMP),使用毛细管在压电石英晶体(QCM)的电极上滴涂上不同质量的聚偏氟乙烯(PVDF)溶液,干燥后作为敏感膜.室温下测试QCM对不同浓度的DMMP的响应情况,发现QCM的频率变化与气体浓度有着良好的线性关系.该实验结果表明,PVDF可以作为检测DMMP的很好的敏感材料.     

测定DMMP的PMPS-QCM传感器的研究

研究了新型敏感材料PMPS对神经性毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)的响应特性.在石英晶体微天平(QCM)的电极上滴涂上PMPS溶液得到敏感膜,发现QCM当响应、恢复时间为30-60 s时,可以产生大约11.83 Hz/ppm(ppm i.e.×10-6)的频率响应,理论上LOD为0.25 ppm(ppm i.e.×10-6),并具有较好的重复性和选择性.该实验结果表明,与PVDF相比,PMPS是一种更适宜检测DMMP的敏感材料.     

聚苯胺/TiO2修饰的QCM气敏传感器及湿度影响研究

用气敏传感器检测三甲胺在食品检验和环境监测等领域具有广泛意义,而湿度影响在这些实际应用中通常无法避免,如何补偿和校正湿度干扰是传感器设计和使用中的重要课题.考察了一种以聚苯胺/TiO2复合材料为敏感膜的QCM气敏传感器在干燥和不同湿度气氛中对三甲胺气体的响应特性,结果表明均呈现出良好的线性敏感性.发现了在湿度干扰下的传...     

沸石分子筛修饰的QCM类神经毒气传感器

研究了Cu2 -Beta型纳米分子筛对类神经毒剂DMMP有机气体的敏感特性,并结合高灵敏的石英谐振微天平(QCM)研制了DMMP气体的传感器.研究结果表明,选择Cu2 -Beta纳米分子筛作为敏感膜对DMMP气体的检测灵敏度大大提高,达到14.481 1 Hz/lg(C/ppm).在0.2 ppm DMMP气体浓度下,传感器的响应时间和恢复时间分别为40 s和100 s,响应达到103Hz.同时经过高温和水汽吹扫脱附处理,该传感器表现了较好的重复性.     

基于QCM的不同形貌ZnO的湿敏性能研究

通过水热法制备了粒状和片状两种不同形貌的ZnO,以这两种形貌的ZnO修饰QCM作为湿度传感器,结合饱和盐溶液法(相对湿度:11％～95％RH)和H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制对此新型压电传感器的湿敏性能(线性度、响应时间和回复时间)进行评价和研究.实验结果表明:粒状ZnO修饰的QCM传感器相较于片状ZnO修饰的QCM传感器线性度更好,响应时间和恢复时间更短,且该型传感器在低湿条件(33％,55％ RH)恢复时间大于响应时间而在高湿条件(75％,85％,95％ RH)恢复时间小于响应时间.实验和理论研究说明:ZnO微观形貌对该型传感器湿敏性能至关重要,而H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制决定了其恢复/响应时间随湿度变化的技术特点.     

HCl gas monitoring based on a QCM using morpholine-functional styrene-co-chloromethylstyrene copolymer coatings

Quartz resonators coated with various compositions of poly(styrene-co-chloromethyl styrene) reacted with morpholine as adsorption sites were fabricated for simply but accurately monitoring HCl gas in air. The exposure of all resonators to HCl gas irreversibly decreased the oscillation frequencies, indicating that these devices can be used for one-shot detection of HCl gas. The chemical structure and composition of the copolymer affected the sensitivity. The largest sensitivity was obtained for the copolymer having 40.0 mol% CMSt composition cross-linked with 5.0 mol% DVB. The sensitivity was 0.1 ppm/Hz for 10-min sensor operation, demonstrating a ppm level of HCl detection, although great interference was produced by changes in the humidity.     

基于纳米沸石分子筛薄膜的新型气体传感器

研究了一种基于纳米沸石分子筛Ag+ZSM 5的新型气体传感器。该传感器利用纳米沸石分子筛Ag+ZSM 5对丙酮分子有较好的选择性和石英晶体振荡器对微小质量改变的高度灵敏性的特性设计并制作了对丙酮敏感的气体传感器。研究结果发现,采用ZSM 5型分子筛并用Ag+对该分子筛进行修饰可以提高对丙酮气体的响应,而对乙醇的响应较小。对不同浓度的丙酮气体的测试表明:在较低的丙酮气体浓度(0.67μmol/L)下,传感器表现出良好的响应,检测灵敏度较高,可达到44.8Hz/(μmol·L-1)。同时,该传感器具有良好的可逆性、重复性。     

基于单片机的温湿度pm2.5检测仪

为让人们了解到空气质量,该设计利用单片机、温湿度传感器和PM2.5检测模块构成的检测仪,可将空气中温湿度、PM2.5浓度数据实时采集。检测仪分为温湿度检测与PM2.5检测两大部分,采用温湿度传感器DHT11检测空气中的温湿度参数,采用粉尘检测传感器GP2Y1010AU0F测量空气中的PM2.5浓度,然后将收集到的信号经过A/D转换为单片机可辨别的信号,最后在液晶显示屏上显示出数据,从而用来监测PM2.5的含量。     

硝酸处理对MgCr_2O_4-Bi_2O_3陶瓷湿敏元件性能的影响

报道了硝酸老化处理方法对MgCr_2O_4—Bi_2O_3陶瓷湿敏元件的结构和性能的影响。实验结果表明,硝酸老化处理不仅是一种可行的造孔方法,而且对元件的力学和电学性能有重要影响。用浓度适宜的硝酸处理后,会得到性能较好的元件。