检测神经性毒剂生物传感器的研究

阐述了通过微结构设计实现电化学技术与生物酶技术的有机结合,制造出对神经性毒剂敏感的生物传感器,分析了传感器的工艺制造过程,解决了酶的选择、酶的提纯、酶的固定化、底液、电极制作等关键技术。讨论了传感器的性能特点,稳定工作时间大于8h,传感器响应时间小于10min,零点漂移小于±2VDC。     

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。     

面向氯气安全监测的无线传感器网络系统

基于无线传感器网络特性,应用传感器技术、无线通信技术和计算机技术,提出了面向氯气安全监测的无线传感器网络系统设计方案.系统采用MSP430F149和CC1101芯片为核心,完成了终端节点和中心节点硬件设计、基于星型拓扑结构的通信协议设计以及PC监测中心监测报警软件设计.无线传感器网络可以快速灵活部署,并且成本较低.系统运行稳定,易于扩展,应用前景广阔.     

一种AIN基热隔离MEMS阵列风速传感器设计

采用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)技术设计和制作了一种基于氮化铝(aluminum nitride,AIN)基热隔离四阵列热流量风速风向传感器,并同时集成了一个环境温度传感器.在厚度为0.2 mm的AlN基片上通过光刻剥离工艺和激光微加工工艺实现2D微结构风速风向传感器制备.传感器由中间加热器、4个温度探测器和1个温度传感器组成,4个温度探测器之间通过激光微加工刻蚀8个热隔离通孔以减少热传导损失,提高有效热流量交换.通过对传感器的ANSYS仿真及性能测试,验证了设计的合理性及工艺的可行性.分析得出采用热隔离通孔可有效提高4个探测器的灵敏度,降低了加热电极的热传导损失,减小了传感器设计尺寸,提高了设计的集成度.传感器测试结果表明:最大角度差为5°,速度误差小于0.5 m/s.加热功耗为120 mW,响应时间仅3 s.     

氯气检测报警器的设计

提出了一种以LM3S1138 Cortex-M3处理器为核心的氯气检测报警器的软硬件设计.采用恒电位电解式氯气传感器对空气中的氯气浓度进行测量.设计了恒电位电路、信号调理电路、人机接口电路和报警电路,同时采用软件温湿度补偿策略,实现温湿度自动补偿.该报警器测量氯气浓度范围为0～20 ppm,(1 ppm=10-6)测量精度达到0.1 ppm,响应时间＜60 s.具有时间显示,一、二阶报警和报警锁存等功能.可广泛应用于石油化工、造纸、纺织、水处理等场合.     

多孔陶瓷湿度传感器最新研究进展

本文以金属氧化物烧结体为中心,论述多孔陶瓷湿度传感器几何学因素,细孔表面状态和感湿特性之间的有关系及其最新研究成果,湿敏元件是根据大气湿度极大地影响着多孔陶瓷元件电阻的特性。利用陶瓷工艺技术制成,其灵敏度是由细孔结构、表面积以及化学成份决定的。当酸离子占有的表面积远大于0．1nm^2时,在90％RH湿度以下,有效电阻由表面积和细孔的结构决定。当酸离子占有的表面积小于0．1nm^2时,湿度大于40％RH,电阻随酸离子在表面上相互集中的比率增大而减小,采用碱离子来替换细孔表面的酸离子是一种很好的改善湿敏元件灵敏度和稳定性的方法,在较低的湿度领域下,可用超离子导体和铁电体替换金属氧化物陶瓷的方法,来降低电阻。     

纳米技术在半导体陶瓷气体传感器中的应用

纳米技术可获得高活性的气敏陶瓷材料,利用纳米技术的二大效应即表面效应和量子尺寸效应,可使气体传感器的灵敏度和选择性提高,着重地介绍气敏材料纳米化的机理基础,制备方法及工艺控制。     

一种正弦波磁通门传感器激磁系统的设计

针对方波激励磁通门易出现谐波干扰问题,提出一种采用正弦波激励磁通门的激磁系统。给出了总体设计方案,设计了信号发生器,信号调理电路和功率放大电路,并给出了激磁信号波形、频率和电流等关键参数的设计性能指标。搭建了系统测试平台,分析了在不同激磁波形下磁通门传感器的输出波形变化,实验结果表明：应用本系统能够得出正弦激励下磁通门最佳灵敏度的激磁工作频率为16 kHz,在此激励作用下,测试平台测得磁通门传感器的灵敏度是110 V/T。     

半导体气体传感器动态温度调制系统设计及检测方法研究

针对半导体气体传感器存在选择性差的问题,通过温度调制检测方法实现可燃性气体良好检测性能,提高传感器在复杂环境下的选择性。设计了一种参数可调的气体传感器温度调制系统,实现了正弦波和矩形波输出模式,输出频率0~1000 Hz,幅值0~5 V可调,矩形波占空比可调,并给出了系统总体设计方案和硬件设计电路。通过自制旁热式SnO2传感器对CO和CH4两种可燃性气体进行了矩形波温度调制检测分析,得到了优化的温度调制参数。提出以传感器在空气和被测气体响应中温度调制幅值比作为灵敏度系数。测试结果表明,CO和CH4气体在周期10 s的方波温度调制下呈良好的近似线性规律变化,且具有较好的线性度差异,表明两种气体具有选择性差异。     

HClO4掺杂PANI/PdPc复合膜及其气体传感器研究

本文阐述了用化学合成法合成HClO4掺杂聚苯胺(PANI)和酞菁钯(PdPc),以松油醇为溶剂,将它们以不同比例相互杂化混合,再以微加工技术和溅射镀膜技术制作了平面微电极陶瓷基片,用涂膜工艺制作了7种不同混合比例的有机复合膜元件(PANI)x(PdPc)1-x.用静态配气法在气体浓度为0.01%时,对多种毒性气体逐一进行气敏特性测试.结果表明,PdPc对NO2呈N型半导体,灵敏度为0.06倍;HClO4掺杂PANI对SO2呈N型半导体,灵敏度为0.0023倍;x=1/6时,敏感膜对SO2、NO、Cl2也呈N型半导体,灵敏度分别为0.02倍,0.09倍,0.046倍.可通过选择不同的配比实现传感器的气敏选择性.