水处理氯消毒自动监控报警系统

氯气自动监控报警系统是针对水处理过程氯泄漏问题所研制的.该系统以恒电位电解式传感器为检测前端,以MSP430F149单片机作为核心处理芯片,设计恒电位电路,信号调理电路,二阶报警电路,控制电路及人机监控界面.系统测量范围为0～ 20 ppm(1 ppm=10-6),测量精度达到0.1 ppm.通过实验测试,自动监测系统达到预期的要求,可广泛应用于化工,制药,造纸,水处理等作业现场,能够满足监控的需求.     

金属－二氧化锡高选择CH_4气敏元件的研究

阐述了高选择ＣＨ４气敏元件的制造工艺，发现Ａｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等金属超细粉的掺杂，可提高元件的抗干扰能力，对Ｃ２Ｈ５ＯＨ，Ｈ２，ＣＯ等干扰气体灵敏度＜２，而对ＣＨ４的灵敏度＞８．经２年多稳定性考核，＼Ｒ０≤±１０％，对金属超细粉在ＳｎＯ２晶粒表面状态进行了分析和探讨．     

半导体型氯气传感器变送电路的研究

半导体型氯气传感器是一种电阻式的传感器,有着非线性的输出。本文以Zn基半导体氯气传感器为探头,分析了其性能,通过运用对数电路、反对数电路设计了其变送电路,使其具有线性的输出,达到直读的目的。     

一种电阻式半导体Cl2传感器非线性补偿电路的研究

本文通过分析氯气传感器灵敏度与气体浓度对应曲线,建立简单的数学模型,以实时模拟计算芯片AD538为核心,并设计了一种用于传感器幂函数特性曲线修正的非线性校正电路,指数可在（2.5-5）间任意调整。试验结果表明,该线性补偿电路具有较好的线性度,相对精度≤±2%。     

陶瓷微板热隔离气体传感器阵列热干扰分析

热干扰特性是影响微热板气体传感器阵列热结构设计的重要因素之一。为探讨微热板阵列传感器单元之间的热力学特性关系,设计并制备了具有独立式加热功能的热隔离结构4单元微热板气体阵列,传感器阵列单元由Al N陶瓷衬底、Pt膜电极组成,为提高加热效率,阵列单元中间加热区采用激光微加工刻蚀热隔离通孔设计,与边缘形成微梁连接结构。利用有限元法对传感器阵列结构进行了热干扰仿真分析,验证了热隔离结构设计的合理性。给出了4种热干扰测试模式,并进行了热干扰特性测试分析,给出了4单元之间的热干扰规律曲线,得出传感器单元功耗300m W时最大干扰温度达169.6℃,最小热干扰温度84.7℃。热隔离通孔设计可有效降低传感器单元热传导损耗,热干扰分析对微热板传感器阵列的热结构设计具有重要意义。     

AlN陶瓷微热板MEMS传感器阵列设计与工艺实现

针对陶瓷基微热板MEMS器件难以微加工,器件表面加热Pt膜使用普通正性光刻胶难以实现光刻剥离的工艺难点问题,提出了激光微加工和柔性机械剥离相结合的微加工方法。以AlN陶瓷为衬底基片,采用激光微加工技术实现热隔离刻蚀体加工,刻蚀梁宽可达0.2 mm。采用柔性机械剥离工艺制备方法解决普通正性光刻胶形成倒梯形凹槽Pt膜难实现图形化问题,可在复杂表面特性的陶瓷基衬底上实现Pt膜剥离线宽10μm。同时利用有限元法进行传感器阵列设计和热结构仿真,验证设计工艺的可行性。     

十六氯酞菁锌有机半导体材料的合成及其气敏性研究

Due to the difficulty in synthesizing perhalogenated metallophthalocyanine, the method of ammonium molybdate solid phase catalysis was introduced, and by using tetrachlorophthalic anhydride and urea as the raw materials, hexadecachloro zinc phthalocyanine （ZnPcCl16） was synthesized. Components of the composite were analyzed by energy spectrum, and its functional group structures and absorption peaks were characterized by IR and UV-vis spectroscopy. The thin films of gas sensors were prepared in a vacuum evaporation system and evaporated onto SiO2 substrates, where sensing electrodes were made by MEMS micromachining. The optimal conditions for the films are： substrate temperature of 150 ℃ evaporation current of 95 A and film thickness of 50 nm. The result showed that the sensors were ideally sensitive to Cl2 gas and could detect the minimum concentration of 0.3 ppm.     

酞菁钯-聚苯胺修饰声表面波传感器及含磷毒气的检测

针对含磷毒气快速检测问题,以自制的杂化酞菁钯.聚苯胺为敏感膜材料,设计了一种双信道声表面波(SAW)传感器.阐述了传感器的基本原理,推导出以有机膜作为信道中间介质时,差频输出△f由物理化学吸附两种机制叠加的数学模型.依据声波振荡条件,设计了146±5MHz振荡频率的信号采集电路;以钽酸锂晶体为压电基片,通过MEMS微加工技术形成叉指电极对和加热膜;以真空镀膜工艺将敏感膜材料成膜,修饰在SAW信道中间区域构成SAW传感器.测试结果表明:最优气敏性时的材料配比为PdPc0.35PANI0.65;芯片加热60～80℃可提高性能,响应时间≤30s;输出与测试气体浓度与数学模型一致,为线性变化率-110kHz(mg/m3)的N型线性关系;抗汽油、CO2等气体干扰;80天稳定性考核,△f≤±0.1kHz,满足实际使用要求.     

基于MEMS叠层微结构SO2毒气传感器的研究

针对新型有机半导体电导率偏低的技术难点,提出了一种多孔上电极的叠层微结构,以真空镀膜技术形成气敏膜,采用MEMS微加工制成气体传感器。依据等效电路和工艺边界条件,通过电导公式推导出传感器的输出电导可提高103倍,解决了有机半导体的信号采集问题。通过SEM微观形貌,确认蒸发电流100~120A、蒸发时间8~12s的电极成膜最佳条件;气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200nm左右“米粒状” 活性颗粒状态,均匀一致,孔隙有序。测试结果表明：对SO2最佳灵敏度时,比例系数为0.15~0.35硫酸掺杂CuPcxPANI1-x,考虑到减少H2S气体干扰,选择CuPc0.35PANI0.65;加热电压VH为1~2.5V会提高灵敏度特性和响应恢复特性,响应时间30 s;传感器输出特性为单对数线性关系,可实现0~200×10-6之间检测范围;6个月的稳定性考核,输出阻抗漂移≤±5%,灵敏度漂移≤10%。     

基于AD538非线性补偿的氯气探测器

研制了一种基于实时模拟计算芯片AD538非线性补偿的氯气探测器,可在0～5×10-4检测范围内实现1～3 V的线性电压输出.在分析气体传感器灵敏度与气体浓度对应曲线关系基础上,计算出非线性校正函数,设计了R-V变换电路、非线性补偿电路调零电路及基准电压源电路.试验结果表明:此探测器的检测精度为±5%, 响应时间＜20 s.