PI电容湿度传感器结构改进与性能分析

本文分析了电容型湿度传感器的电极和感湿膜的几何形状,设置感湿膜单元结构为圆柱体或者瓶径体等形状,增大接触面积以减少响应时间,整体感湿膜单元排列成圆环形阵列,上电极也采用圆环形阵列排列,覆盖在感湿单元阵列上方.最后对设计的传感器灵敏度,响应时间等性能进行了分析,得出了有益的结论.     

一种快速响应的电容式湿度传感器感湿薄膜设计

传统的电容式湿度传感器采用感湿膜都是水蒸汽通过上表面扩散的长方体感湿膜,因上表面面积有限,且有一部分被上电极覆盖,影响了系统的响应时间。采用了水蒸汽从周围扩散的圆柱体、圆环体结构,将其与传统的长方体做了比较,并在分析圆环体时引入的占空因子k,最后,将电容归一化得出圆柱体的响应时间约为长方体的10倍,圆环体与圆柱体相比,响应时间可减少约77.2%,大大缩短了响应时间,且圆柱体与圆环体对与薄膜厚度没有特别要求,因而还可以减小器件体积。     

一种基于TiO2纳米棒阵列的快速响应湿度传感器研究

通过水热法使TiO2纳米棒阵列直接生长在叉指电极之间,并制备成湿度传感器.纳米棒疏松多孔,直径大约20 nm,长度1μm.在相对湿度6％～97％RH的范围内传感器的电阻变化达3个数量级,感湿曲线的线性较好,湿滞较小.由于纳米棒生长方向一致,形成了许多有利于水分子进出的水汽通道,有效提高了传感器的响应特性,该传感器的响应时间为2s,恢复时间为6s.     

电子恒湿控制器

介绍一种新型的高分子电阻型湿敏传感器的结构、感湿原理、制造工艺过程及其湿敏特性,设计了一种廉价湿度开关电路。它具有精度高,响应时间快,适用于各种仪器、仪表的控湿等特点,是一种性能价格比高、实用性强的控湿单元。     

聚酰亚胺电容式湿度传感器的制备工艺研究

改变传统丝网印刷制作电极的方法,采用正胶反刻、干湿结合的CMOS工艺研制出了以聚酰亚胺为感湿介质的相对电容式湿度传感器。并对其结构进行了理论分析,确定了湿度传感器的工艺步骤和版图设计。对其测量范围、湿滞和响应时间进行了测试。通过实验结果与模拟结果的对比分析,给出了该实验中存在的问题和改进意见。     

Ku波段宽带传输频率选择表面优化设计

通过调整频率选择表面(FSS)单元的结构参数来控制电磁波在某雷达波段内的传输是滤波器研究领域的重要内容。为实现圆环形FSS单元在Ku波段的宽带传输特性,并明确单元结构参数对其传输特性的影响规律,采用谱域分析法,从圆环形单元的大小、宽度、阵列周期等方面,对圆环形单元FSS进行了数值分析和优化设计。仿真结果表明,谐振频率点的主要影响因素为单元大小,而单元宽度主要控制传输带宽。经优化,当单元外半径为3.5mm,单元宽度为0.66mm,阵列周期为10.0mm时,谐振频率为14.8GHz,FSS传输带位于Ku波段内,传输带宽达5.7GHz。优化后的FSS结构适用于Ku波段宽带传输,为优化设计提供了依据。     

一种多轨道角动量模式双环形微带阵列天线

针对圆环形阵列天线产生轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)涡旋电磁波的技术,提出了一种基于多层板设计的双环形径向均匀圆阵列天线,用于产生多种OAM模式。以L型探针馈电的圆微带天线为单元,将多个相同的单元天线等间隔的分布在一个同心圆上组成双环形阵列天线,并采用等幅且同一圆环的相邻阵元间以连续相位差的方式馈电。HFSS仿真表明,上述天线阵可以产生具有多模式轨道角动量的涡旋电磁波束。所提出的天线可作为利用OAM进行相位分集的候选天线以增加无线通信的信道容量。     

基于流固耦合模型的微超声传感器仿真分析

建立了基于流体固体耦合单元的电容式微超声传感器(cMUT)的有限元模型,通过对模型进行 声场仿真分析,研究传感器阵列在不同介质中工作时的声场特性,如,谐振频率,发射声压等;分析了传感 器振动膜半径、空腔厚度以及传感器单元间距的变化对其发射声压幅值和带宽的影响.仿真分析的结果 表明:增大传感器的发射声压带宽,可以通过增大振动膜半径、减小空腔厚度或者减小传感器阵列中单元 的距离来实现。     

集成加热功能高分子电容式湿度传感器研究

针对高空气象探测领域中温湿度骤变产生水分凝结而影响测量精度问题，开展了集成加热功能的湿度传感器研究，通过仿真手段，优化了加热器结构；通过对感湿膜成膜工艺进行研究，提高了传感器灵敏度、降低了湿滞和响应时间；通过将MEMS工艺与有机薄膜成膜工艺相结合，实现了湿度传感器制作。按照湿度传感器测试方法进行了性能测试，结果表明，该湿度传感器灵敏度> 0.40 pF/%RH、湿滞<1.5%RH、非线性<1.5%、响应时间<2 s；对加热器除湿能力进行了试验，结果表明，启动加热2 s即可有效去除湿度传感器表面的液态水滴。     

计算机模拟优化的葡萄糖传感器阵列

介绍一种可植入的葡萄糖传感器阵列的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用固定葡萄糖氧化酶层的氧电极和氧参比电极。考虑到葡萄糖传感器的使用寿命，本设计采用氧电极阵列。用计算机对氧电极阵列的氧电极排列的间距和相互影响进行了计算机模拟优化。考虑到葡萄糖传感器在体植入环境的氧浓度较低，而葡萄糖浓度较高，所以采用特殊的膜的结构，以提高葡萄糖传感器的测量范围，并用计算机模拟优化了膜的结构尺寸。     

新型电化学CO气体传感器的研制

研制了一种用于测定CO的新型电化学式气体传感器,即把多壁碳纳米管自组装到铂微电极上,制备多壁碳纳米管粉末微电极,其电极在氧化过电位为+700mV时,对CO具有显著的电化学催化效应。以其电极为工作电极,Ag/AgCl为参比电极,Pt丝为对比电极,多孔聚四氟乙烯膜作为透气膜制成传感器。其传感器响应时间短、重复性好,能用于环境监测和控制。     

抗体固定在尼龙网上的研究

本文报道用尼龙网作载体,用抗乙型肝炎表面抗原作模型抗体,采用三种不同方法制作抗体膜,并在理论上进行了讨论.结果证明用硫酸二甲酯,1,6—己二胺和戊二醛制作的抗体膜最适于组装酶免疫传感器.因为它具有机械强度高、抗体结合量大,空间位阻小和气液通透性好等特点.酶免疫传感器的响应时间和电极上没有抗体膜时对酶反应产物的响应时间一样.     

基于γ-Al_2O_3膜微加工煤油传感器研究

基于半导体式气体传感原理,提出了利用MEMS技术将电化学生长的Al2O3膜加工成微热板结构载体,采用平面薄膜工艺制做Pt薄膜加热电阻和信号电极。在微热板的2个电极上,涂敷γ-Fe2O3-SnO2-Pt-Pd形成煤油蒸气敏感单元,实现在微结构体上气体检测的二单元集成。传感器采用脉冲工作方式,工作周期为30 s,在加热峰值形成高温400℃的煤油检测条件。测试结果表明:煤油(标志物:癸烷)检测可实现体积分数(0～7000)×10-6范围,90%的吸附响应时间小于8s,脱附响应时间小于12s,传感器信号输出与煤油体积分数有对应的全对数线性关系。     

基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器

研制了一种基于空心微针阵列并可微痛刺入皮下实时连续监测人体血糖浓度的葡萄糖传感器.微针阵列由等间距的三根微针组成,分别作为工作电极、辅助电极和参比电极,其中工作电极与辅助电极采用表面溅射了Ti/Pt的空心不锈钢微针来制作,采用戊二醛-牛血清白蛋白交联法将葡萄糖氧化酶固定并仅置于作为工作电极的针尖通孔处;参比电极采用Ag/AgCl实心微针制作.测试结果表明:葡萄糖浓度在0～21 mmol·L-1范围内传感器输出电流为线性,灵敏度为0.575 μA/(mmol·L-1),响应时间为16s,且具有很好的抗干扰性.     

HEC/PVDF作为光纤湿度传感器感湿材料性能研究

制作了一种基于以聚偏氟乙烯(PVDF)/羟乙基纤维素(HEC)共混物为感湿材料的折光率变化型光纤湿度传感器.对共混物感湿膜的膜厚度、皮层长度以及共混物的配比进行了考察,并用扫描电镜(SEM)对感湿膜进行了表征.结果表明:用PVDF和HEC共混物合成的感湿膜具有抗人为涂层误差、常温下无需温度补偿等优点;材料PVDF:HEC为1:2制备的感湿膜性能最优,具有宽检测范围和高灵敏度.     

电容式触觉传感阵列单元的理论设计

主要分析了16×16电容式触觉传感阵列中一种新的单元结构—异型膜结构的理论设计。建立了异型膜模型,并首次通过求解大挠度情况下的挠曲微分方程,对异型膜进行数值模拟;研究了异型膜的结构参数对传感器灵敏度的影响,并估算出外力的动态范围。结合实践,为阵列单元设计提供了可靠的理论依据。     

金属氧化物微气体传感器制备技术的研究进展

阐述了金属氧化物微气体传感器制备技术的最新研究进展,介绍了气体传感器的气敏膜表面化学处理、气氛沉积、复合气敏膜、热氧化成膜技术、异形电极技术、显微铸造微传感器阵列技术和溶胶凝胶提拉成膜技术,分析了各自的特点,并提出了存在的问题和今后的发展方向。     

高分子材料和湿度传感器

<正> 目前,使用高分子材料巳可制成各种传感器。采用高分子材料制成的湿度传感器具有精度高、重复性好、计测简便、制造容易等特点。这种湿度传感器的结构一般都比较简单,大体上都是将高分子感湿材料放在上电极和下电极之间,使其成为不短路的装置。此外,为了使它的响应性能更好,应尽量使高分子感温材料薄膜化,一般膜厚最好在1μm以下。利用高分子材料制成的湿度传感器主要有四种。     

柔性涡流阵列传感器的磁场计算分析

设计了一种由6个阵列单元（螺旋线圈）所组成的柔性涡流阵列传感器,基于电磁场理论建立柔性涡流阵列单元的电磁场模型,推导出柔性阵列单元线圈径向和轴向的磁场强度计算公式,仿真分析阵列单元线圈磁场强度与电流、线圈间隙、内外径等参数的关系,对柔性涡流阵列传感器的发展具有一定参考价值。     

微型电化学传感器研究的最新进展

随着各种微加工技术广泛地应用于电化学传感器中,微型传感器在电化学分析中的应用取得了快速的发展.微型传感器易于实现批量生产,只需要少量的样品,大大降低有毒试剂的消耗,减少环境污染,同时具有分析成本低,响应时间快,检测下限低和适用于现场快速检测等优点.本文综述了微型电化学传感器及其阵列的最新研究进展,介绍了不同结构的基于汞膜、碳/石墨和贵金属等材料的微型传感器的特点和采用腐蚀、剥离、金属掩膜和丝网印刷等微加工技术的微型传感器及其阵列制作工艺,阐明了微型电化学传感器与溶出伏安法相结合,在生物医学、食品和环境检测中将具有广阔的应用前景.