间苯二酚杯[4]芳烃硫醚衍生物SAW分子印迹膜的合成

设计合成了用于检测有机磷类化合物的声表面波(SAW)间苯二酚杯[4]芳烃硫醚衍生物分子印迹敏感膜材料,对产物的化学结构进行了FTIR、TOF-MS和1H、13C NMR等多种手段的表征,对表征结果给予了合理的理论解释,证明了产物即为所设计的目标物,并以自组装分子印迹方法制备的SAW-MIP、SAW-Non-MIP传感器对DMMP进行了检测,证实了分子印迹的效果.     

杯芳烃在SAW化学传感器中的应用

该文简要回顾了SAW化学传感器的发展及其敏感膜的研究情况,着重介绍了第三代超分子一杯芳烃的结构特点、识别有机化合物的能力以及作为SAW化学传感器敏感膜层的使用情况,并对杯芳烃SAW传感器在检测有毒工业化学品及化学战剂领域中的应用前景进行了展望.     

SAW敏感膜材料SXFA的合成与吸附研究

声表面波化学传感器(SAW chemical sensor)是一种可用于化学战剂、爆炸物的气敏传感器.涂在SAW化学传感器上的敏感膜涂层与被测气体之间能发生可逆吸附作用,从而定量分析.本文采用水解法合成了烯丙基甲基聚硅氧烷,之后与六氟丙酮在110℃下进行反应,合成了聚(氧{甲基(4-羟基-4,4-双(三氟代甲基)丁-1-烯-1-醇)亚甲基硅氧烷})(SXFA)膜材料,采用溶剂挥发法﹑旋涂法将其涂膜,以甲基膦酸二甲酯(DMMP)为化学战剂模拟物,进行检测,频率计有3 kHz的偏移响应,同时对膜厚等因素对吸附的影响进行了探讨.     

基于Silicate-1型分子筛修饰的QCM类神经毒气传感器

主要研究Silicate-1型纳米分子筛对类神经毒气有机气体甲基磷酸二甲酯(DMMP)的敏感特性,并结合高灵敏度的石英谐振天平(QCM)研制了DMMP气体传感器.采用Silicate-1型纳米分子筛作为敏感膜材料分别对不同浓度的DMMP气体进行检测.QCM传感器随着气体浓度的增加,响应时间增加,气体吸附量增加;当DMM...     

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.     

声表面波压力传感器的温度补偿

基于声表面波传感器(SAW)理论基础,研究了SAW压力传感器的输入-输出特性。并对影响其性能的主要因素———温度进行了理论和实验分析,得到了SAW压力传感器的温度特性曲线。在非线性补偿方法的基础上,采用反向传播(BP)神经网络对其进行温度补偿,达到了减小误差、提高测量准确度的目的。     

一种谐振器型单端SAW湿度传感器测试系统

声表面波(SAW)传感器已经广泛应用在各个领域.本文介绍了一种基于改进皮尔斯振荡器,中心频率为433.92MHz的谐振器型单端SAW(SAWR)湿度传感器的测试系统,经测试该办法可有效抑制同频点传统SAW振荡器所产生的87MHz附近的谐波,并能有效提高输出信号的功率.本文采用有机复合材料酞菁铜(CuPc)掺杂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为SAW传感器敏感膜进行了湿度测试,并讨论了膜层厚度对传感器特性的影响.     

声表面波气体传感器设计与制作

阐述了声表面波(SAW)甲基膦酸二甲酯(DMMP)气体传感器的设计和制作过程。为提高探测灵敏度和选择性,主要考虑了SAW振荡器的频率稳定性,敏感材料巯基十一酸(MUA)采用了分子自组装成膜方式和Cu2+化学修饰。实验结果显示:在1~100mg/m3的浓度范围内具有好的线性度和21Hz/mg/cm3的灵敏度。     

时域加窗技术改进无源无线SAW传感器测试研究

无源无线声表面波(SAW)传感器能工作在十分恶劣的环境中监控温度、应变、扭矩等因素的变化.利用无线测试传感器的群时延特性能方便地获得SAW传感器的谐振频率.但在一些复杂的环境中无线测试时会遇到环境反射的问题,此时测试的群时延曲线会产生畸变,不利于提取SAW传感器的谐振频率.利用测试群时延特性的方法搭建了测试系统,对测试结果使用了时域加窗技术.结果表明:时域加窗技术能够有效抑制环境反射对群时延的影响,这对于提高无源无线SAW传感器实际应用中的信噪比具有重要的意义.     

MEMS-SAW陀螺仪研究

采用耦合模(COM)理论对声表面波(SAW)谐振器进行数字模拟,并采用梅森(Mason)正交场模型对陀螺仪和传感器进行模拟设计,最后对SAW谐振器和SAW传感器进行实验评价.这种陀螺仪具有额外的能力,可以作为无线陀螺仪和集成在SAW加速度传感器上.     

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。     

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     

基于分子筛薄膜探测神经类毒气的传感器研究

采用ZSM-5分子筛材料对神经类毒剂沙林的相似物甲基磷酸二甲脂(DMMP)气体进行了测试。分子筛材料因为具有选择性吸附分子的能力常被用来作为气体敏感材料,但因为其神经类气体极性较强,被吸附后难于解吸附,因此,分子筛材料很少用于检测神经类气体。利用合成的ZSM-5纳米分子筛作为吸附神经类气体DMMP的敏感材料,将其涂布在2个石英晶体微天平(QCM)上进行差频测试,以减小外界的干扰,并提出了用交变电场进行极性分子解吸附的新方法。DMMP气体的探测最小体积分数达到1×10-6,响应时间和解吸附时间分别小于20 s和90 s。     

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。     

New sensitive coating based on modified diamond nanoparticles for chemical SAW sensors

A growing interest in diamond materials has been shown in the recent year for the design of smart chemical and biochemical sensors due to the remarkable physical and chemical properties of diamond. In this paper, modified diamond nanoparticles (DNPs) coatings are investigated as sensitive layers on surface acoustic wave sensor (SAW sensor) for the detection of volatile chemicals. DNPs are deposited onto SAW transducers by a layer-by-layer deposition method and then surface treated to fix them on the substrate and to enhance their affinity to specific compounds such as nitro-aromatic compounds, nerve-agent stimulants, or toxic gases. Homogeneous and reproducible coatings were achieved. The diamond coatings’ surface was either oxidised or reduced to see the effect on the response to ammonia gas, ethanol, DNT or DMMP vapours exposures. The sensors were generally very sensitive to the target chemicals and the response fully reversible. Oxidation of the surface promoted hydrogen-bond formation and therefore enhanced the response to most vapours under test. Even though the sensors were not very selective, we demonstrated the suitability of DNP coatings as stable and reliable sensing interface. This opens up wide opportunities for immobilizing more selective and highly sensitive chemical/biochemical receptors onto SAW transducer surfaces via strong covalent binding of those receptors on diamond nanoparticles deposited homogeneously on the SAW sensors surfaces.     

基于超支化聚合物的声表面波化学毒剂传感器

基于声表面波（SAW）技术的化学毒剂传感器在检测下限、响应速度以及减小温度、湿度交叉敏感等方面还需进一步提高。提出了在SAW双端口谐振器上涂敷超支化聚合物的方法提高传感器的检测下限和灵敏度。通过建立Van Dyke模型,分析了敏感膜对SAW化学毒剂传感器Q值、插入损耗以及电路阻抗匹配的影响。利用谐振器代替延迟线,确保了器件具有插入损耗、高Q值的特点。实验证实,在谐振器的中心栅结构上涂覆聚合物可以减小粘弹性聚合物对谐振器插损、Q值以及输入输出阻抗的影响。对设计的化学毒剂传感器进行了沙林毒剂检测实验,采用315MHz的SAW谐振器结合超支化聚合物膜,检测沙林气体浓度为5．0mg／m^3。实验表明：这种传感器的灵敏度可达到600Hz／mg／m^3,响应时间为50s,恢复时间约为60s。     

基于SAW表面气液相效应和GC分离柱的气敏传感器的研究

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。首先建立了挥发性有机气体(VOCs)液相凝聚体薄层负载下的SAW波传模型，并仿真计算了其波传频散和波传衰减。然后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浓度的混合VOCs）以及成本低等优势，因此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。     

一种采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器的研究

本文利用笼形超分子材料穴番-A对甲烷分子的特异性包合作用,提出了一种能够在室温下工作的采用穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器。设计研制了中心频率为300 MHz的低损耗、高Q值SAW谐振器,并以所研制的谐振器构成双通道差分振荡器。分别以点涂法和旋涂法在传感通道SAW谐振器表面进行了敏感膜的镀膜。通过实验观察对比了采用两种镀膜方式的SAW瓦斯传感器在常温下对5%甲烷气体的响应。实验结果显示点涂镀膜的传感器响应约为1 kHz,远大于旋涂镀膜方式。AFM表面形貌表征显示了敏感膜表面粗糙度是造成这一差异的主要原因。实验还研究了传感器对不同浓度甲烷气体的响应,结果表明传感器响应随气体浓度降低而减小,两者存在良好的线性关系,测试灵敏度为205 Hz/%,检测下限约为0.2%。     

Studies on a surface acoustic wave (SAW) dosimeter sensor for organophosphorous nerve agents

As a follow-up of previous work on a Surface Acoustic Wave (SAW) sensor for nerve agents, irreversible response effects have been studied in more detail. Surface analytical studies indicated that degradation products are responsible for the effects observed. In addition it was tried to explore these effects for the development of a nerve agent dosimeter. Experiments were conducted to test the performance of a SAW sensor coated with La(III) 2-bis(carboxymethyl)amino hexadecanoic acid. The experiments revealed that many improvements must be made especially with respect to sensitivity and linear response behaviour.