声表面波NO2传感器的研究进展

NO2是一种主要的大气污染物,同时对人体健康也有较大的危害,针对其进行检测的传感器的研究和开发就显得十分重要.声表面波气体传感器具有便携性、快速响应、高灵敏度、高稳定性、低成本等特点,引起了国内外相关研究者的广泛关注.简要介绍了声表面波(SAW)气体传感器工作的基本原理、传感器敏感膜与NO2气体的作用机理以及SAW-NO2气体传感器的两种结构类型,综述了SAW-NO2气体传感器常用的几种敏感膜材料,并对SAW-NO2气体传感器的发展趋势做了展望.     

声表面波气体传感器聚合物敏感膜材料的选择

聚合物敏感膜材料是声表面波（SAW）气体传感器应用最为广泛的膜材料。该文就聚合物敏感膜材料的吸附原理、物理性质以及线性溶解能关系（LESR）予以论述。给出了筛选和设计特种性能聚合物膜的方法．旨在为声表面波气体传感器选择或设计合适的聚合物敏感膜材料提供依据。     

SAW—SXFA气体传感器敏感膜性质的研究

以SXFA聚合物为敏感膜材料制备了能够检测有机膦化合物的声表面波传感器,介绍了敏感膜材料SXFA的镀膜方法,以理论计算和原子力显微镜对敏感膜进行了证实,研究了SAW-SXFA传感器在不同膜厚度下的频率变化、不同膜厚度的传感器对检测有机膦化合物的响应结果,并对检测机理进行了初步讨论.     

聚苯胺-多壁碳纳米管薄膜SAW NO2传感器

将聚苯胺-多壁碳纳米管聚合物沉积于声表面波(SAW)气体传感器的敏感区,形成敏感薄膜,实现了室温下对不同体积分数NO2的检测.研究表明:这种传感器具有很高的敏感性,良好的重复性和低体积分数检测极限.同时,单一聚苯胺薄膜也做了对比测量,实验结果表明:聚苯胺-多壁碳纳米管聚合物敏感膜比单一聚苯胺薄膜具有更高的敏感性和更短的...     

以C_(10)H_(24)N_2O_4为基的SAW传感器对SO_2的敏感特性

研究了以四乙醇乙二胺为敏感膜的声表面波传感器对SO2的敏感特性。结果表明四乙醇乙二胺对SO2有高的灵敏度,较好的响应和恢复特性,良好的热稳定性,有潜在的应用价值     

SAW化学战剂传感器的研究进展

简要叙述了声表面波(SAW)化学战剂传感器的传感原理和研究进展.详细阐述了高Q低插损SAW振荡电路的设计、敏感膜材料和成膜技术的研究进展,指出了SAW化学战剂传感器发展的趋势.     

基于MEMS工艺的声表面波化学毒剂传感器

阐述了声表面波(SAW)传感器的结构与工作原理;介绍了采用MEMS技术加工传感器芯片和敏感膜固定化的关键工艺;给出并分析了传感器的主要特性。试验和测试结果表明:传感器具有灵敏度高、响应速度快、抗汽油干扰等特点。     

SAW—PECH传感器对有机硫类毒剂吸附行为的研究

研究了以聚环氧氯丙烷(Poly(epichlorohydrin),PECH)为敏感膜的声表面波(surface acoustic wave,SAW)双通道延迟线传感器对有机硫类毒剂吸附行为的特性.实验表明该传感器的灵敏性符合Arrhenius方程负的温度依赖性,PECH敏感膜对有机硫类毒剂是物理吸附;以理想气体多分子吸附BET理论为模型,对该敏感膜检测有机硫类毒剂的吸附机理进行了讨论,并计算出△E及PECH敏感膜的比表面积.     

杯芳烃-SAW传感器检测有机磷响应特性研究

研究了以25-(硫代烷基烷氧基)-对叔丁基杯[4]芳烃自组装分子作为声表面波(SAW)化学传感器敏感膜材料的SAW双通道延迟线传感器对DMMP检测的敏感特性.实验结果表明杯芳烃-SAW传感器对DMMP有高的灵敏度、好的响应特性和重复性.     

以C10H24N2O4为基的SAW传感器对SO2的敏感特性

研究了以四乙醇乙二胺为敏感膜的声表面波传感器对ＳＯ２的敏感特性。结果表明四乙醇乙二胺对ＳＯ２有高的灵敏度,较好的响应和恢复特性,良好的热稳定性,有潜在的应用价值。     

基于磁致伸缩效应的声表面波电流传感器敏感机理分析

为实现高灵敏度、低温漂的高性能电流传感器,提出将声表面波技术与磁致伸缩效应相结合的电流检测方法,分析了其敏感机理并改善其温度特性.这种声表面波电流传感器采用128°YX-LiNbO3作为压电基片,表面覆盖SiO2薄膜来改善器件温度稳定性,并溅射超磁致伸缩TbDyFe薄膜以响应电流.在电流作用下,TbDyFe薄膜会发生磁致伸缩效应和ΔE效应,引起声表面波相速度的改变.结合层状介质中声传播理论,分析了给定电流下层状结构中声表面波的传播特性,特别分析了TbDyFe和SiO2膜厚对传感器响应的影响.计算结果表明,TbDyFe和SiO2薄膜厚度分别为0.5μm、2μm时,该声表面波电流传感器具有最大检测灵敏度58.2 kHz/A,有良好温度稳定性和较高的灵敏度,从而为高性能声表面波电流传感器的研制奠定理论基础.     

常见气体声表面波传感器研究进展

声表面波(SAW)气体传感器由于具有响应时间快、灵敏度高、体积小、成本低、稳定性好等特点受到广泛关注.本文侧重从敏感材料方面介绍了用于检测几种常见的有毒气体的声波面波传感器的研究进展.     

SAW传感器对神经性毒剂及模拟剂的检测进展

基于压电效应和化学特异选择性的有机敏感材料的声表面波(SAW)传感器,因其具有体积小、响应时间快、选择性好、可集成度高等优点而成为对气体实时、在线检测的重要手段之一。介绍了SAW传感器在神经性毒剂及其模拟剂检测中的应用,重点从SAW传感器测试电路、敏感膜材料、成膜方法及信号处理等方面介绍此领域的研究现状,并对发展趋势进行了展望。     

Development of SAW-based multi-gas sensor for simultaneous detection of CO2 and NO2

A 440 MHz wireless and passive surface acoustic wave (SAW)-based multi-gas sensor integrated with a temperature sensor was developed on a 41° YX LiNbO₃ piezoelectric substrate for the simultaneous detection of CO₂, NO₂, and temperature. The developed sensor was composed of a SAW reflective delay lines structured by an interdigital transducer (IDT), ten reflectors, a CO₂ sensitive film (Teflon AF 2400), and a NO₂ sensitive film (indium tin oxide). Teflon AF 2400 was used for the CO₂ sensitive film because it provides a high CO₂ solubility, with good permeability and selectivity. For the NO₂ sensitive film, indium tin oxide (ITO) was used. Coupling of mode (COM) modeling was conducted to determine the optimal device parameters prior to fabrication. Using the parameters determined by the simulation results, the device was fabricated and then wirelessly measured using a network analyzer. The measured reflective coefficient S₁₁ in the time domain showed high signal/noise (S/N) ratio, small signal attenuation, and few spurious peaks. The time positions of the reflection peaks were well matched with the predicted values from the simulation. High sensitivity and selectivity were observed at each target gas testing. The obtained sensitivity was 2.12°/ppm for CO₂ and 51.5°/ppm for NO₂, respectively. With the integrated temperature sensor, temperature compensation was also performed during gas sensitivity evaluation process.     

导电聚合物薄膜声表面波传感器敏感特性研究

利用旋涂方法在声表面波(SAW)器件的延迟通道上制备了酞菁铜(CuPC)掺杂的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)敏感薄膜,并对制备的薄膜用四探针法和扫描电子显微镜(SEM)进行了测试和表征。结果表明:薄膜中的CuPC颗粒均匀分散在聚合物薄膜中,其粒径尺寸约为20 nm,薄膜的电导率在10-6Ω-1.cm-1量级。根据提出的理论模型,计算出由于敏感膜的质量变化与电导率的变化导致了中心频率的漂移,该漂移值的理论计算结果与实验验证结果相符。     

基于SAW表面气液相效应和GC分离柱的气敏传感器

限于传统涂敷敏感膜的声表面波（SAW）气敏传感器存在成膜困难和选择性差、重复性差以及再生性差等问题,本研究提出一种基于压电基底表面气体气液相转换效应机理的瑞利波传感器。在此基础上开发了一种基于瑞利声表面波传感器和气相色谱（GC）分离柱的便携式气体检测系统。最后实验论证了方案的可行性,初步的实验结果表明该系统具有分析时间短、选择性好、灵敏度高,可检测ppb（10^-9）浓度的混合VOCs以及成本低等优势,显示其在痕量挥发性有机气体检测和分析应用上有良好的潜力和前景。     

SAW gas sensor with proper tetrasulphonated phthalocyanine film

A surface acoustic wave (SAW) piezoelectric device with a dual-path SAW delay line oscillator configuration has been developed to detect nitrogen dioxide (NO₂) gas. One delay line is coated with a Langmuir-Blodgett (LB) film of copper tetrasulphonated phthalocyanine (CuTsPc), while the other is uncoated. NO₂ gas can be selectively abosorbed by the CuTsPc LB film and then alters the SAW characteristics, which in turn causes the oscillation frequency to change. The concentration of NO₂ can be detected by measuring the relative change in the frequency of the two oscillators. The CuTsPc LB film-coated SAW device has been demonstrated to be sensitive to low concentrations of NO₂ gas. There is a linear relationship between NO₂ concentration and frequency change under 12 ppm NO₂ concentration. The sensitivity of the device is about 128 Hz/ppm NO₂. The response time is 10 min, and the recovery is 40 min. It can be applied as a small, inexpensive and sensitive NO₂ gas sensor.     

MEMS微型NO2气体传感器的研究

采用MEMS技术制作了硅基微型NO2气体传感器,选用高分子金属酞菁聚合物酞菁铜作为敏感膜,从半导体理论出发解释了酞菁铜的敏感机理。阐述了该传感器的结构与工艺流程,并测试了传感器的气敏特性、温度特性、响应时间和恢复时间等敏感特性。实验结果验证了酞菁铜对NO2气体的敏感性,该传感器可以检测到10^-6量级的NO2气体,且响应时间快。     

双声路声表面波毒剂传感器的设计

对声表面波（SAW）芯片结构类型、参数条件、覆膜方法及制作工艺流程进行了详细研究,设计了一种新型双声路谐振器型SAW毒剂传感器,并以聚表氯醇PECH为敏感膜材料,测试了该传感器对芥子气（HD）的检测性能,结果表明：该传感器具有稳定性好、灵敏度高、响应快速、适于连续实时检测等特点,为发展毒剂检测器材提供了依据。