基于石墨烯及其衍生物的气敏传感器研究进展

石墨烯具备特殊能带结构、大比表面积、高载流子迁移率等众多极为特殊的物理和化学特性,为制作新型高灵敏度气敏传感器提供了全新的材料和制造方法。国内外研究学者相继开展石墨烯基气敏性能研究工作,诸如采用氧化石墨烯、还原氧化石墨烯及贵金属和金属氧化物掺杂修饰石墨烯作为敏感材料制造高性能气敏传感器,涌现出不少瞩目的成就。综述了基于石墨烯及其衍生物的气敏传感器最新研究进展及应用,并展望了其发展趋势。     

气敏传感器集成化的研究

本文回顾了气敏传感器的发展史,针对限制气敏传感器发展的诸因素,提出了解决问题的思路;指出了集成化的关键在于敏感膜的设计和制备,最后讨论了几种有前途的集成气敏传感器单元。     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用；详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响，通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数；利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理；展望了SnO2气敏传感器的发展前景。     

阵列和模式识别与气敏传感器

本文介绍几种模式识别方式，指出集成阵列和计算机模式识别是气敏传感器取得突破性进展的关键，有机材料是最有吸收力的敏感材料之一。     

丁烷气敏传感器寿命分布研究

通过ＱＭ－Ｙ３型丁烷敏旁热式气敏传感器的工作寿命试验和试验数据处理,获得了该元件的寿命分布及分布参数等信息,了解了该类型元件的可靠性水平,为评价和提高该气敏传感器的可靠性水平提供了依据。     

气敏传感器及其发展动向

着重介绍气敏传感器研究开发的主要方向－微机械气敏传感器和电子鼻。     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用;详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响,通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数;利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理;展望了SnO2气敏传感器的发展前景.     

乙醇气敏传感器寿命分布研究

通过ＱＭ－Ｙ２型旁热式乙醇氧化传感器的工作寿命试验和试验数据的处理,获得了该型传感器的寿命分布和分布参数以及可靠性水平,为评价和提高该气敏传感器的可靠性水平提供了依据。     

纳米二硫化钼的制备与表征

本文采用超音速气流粉碎机对二硫化钼(MoS2)粉体进行粉碎，从而得到纳米二硫化钼。XRD分析结果显示MoS2晶体结构在粉碎过程中未发生转变；SEM分析结果显示粉碎后MoS2粉体粒径明显变小，剥离后得到MoS2片层厚度为30-50nm。     

基于MEMS工艺的集成红外气体传感器工艺研究

研究了一种采用MEMS技术实现的含有红外发射源和探测单元的片上集成红外气体传感器芯片。通过理论分析证明了探测器和红外发射源可以集成在同一衬底上的可行性,采用正面刻蚀和背面ICP深刻蚀硅工艺实现红外发射元和探测单元的悬空热隔离结构,可以使红外发射源和探测器同时工作在较好的性能状态下。通过对红外气体传感器的红外发射源和探测单元的测试,表明两种单元均可以正常工作,验证了这种集成工艺的可行性。     

Recent progress on gas sensors based on graphene-like 2D/2D nanocomposites

Two-dimensional (2D) nanomaterials have demonstrated great potential in the field of flexible gas sensing due to their inherent high specific surface areas, unique electronic properties and flexibility property. However, numerous challenges including sensitivity, selectivity, response time, recovery time, and stability have to be addressed before their practical application in gas detection field. Development of graphene-like 2D/2D nanocomposites as an efficient strategy to achieve high-performance 2D gas sensor has been reported recently. This review aims to discuss the latest advancements in the 2D/2D nanocomposites for gas sensors. We first elaborate the gas-sensing mechanisms and the collective benefits of 2D/2D hybridization as sensor materials. Then, we systematically present the current gas-sensing applications based on different categories of 2D/2D nanocomposites. Finally, we conclude the future prospect of 2D/2D nanocomposites in gas sensing applications.     

基于平均滤波算法的光纤气体传感系统研究

数字平均滤波是信号处理中一种常用的方法。在小信号检测中,使用数字平均滤波可以获得较高的信噪比,提高检测的灵敏度。本文提出了一种利用光学器件来实现数字平均滤波的新方法,应用于基于差分吸收检测原理的窄带扫描光源光纤气体传感系统。系统的输出是一段连续的光谱,包含有被测乙炔气体的多个特征吸收峰。系统使用法珀标准具ETALON和参考光栅提供波长参考,完成对输出信号的光谱重建。对相同波长范围的信号进行平均滤波,使气体的相同特征吸收峰重合,提高检测的灵敏度。利用光谱重建,克服了可调谐Fabry-Perot滤波器驱动电压和透射波长不稳定因素的影响。实验结果表明,本系统可以方便有效地实现光谱意义上的数字平均滤波,检测到较低浓度的乙炔气体,比较适用于工业化气体检测系统。     

基于谐波检测原理的双气室气体传感器研究

基于气体的近红外吸收机理,研究了一种双气室光纤气体传感系统。通过光纤光栅和压电陶瓷对宽带光源LED进行波长调制,获得与气体吸收峰对应的窄带反射出射光。利用谐波检测原理,检测测量气室和参考气室的二次谐波信号,以它们的比值作为系统输出,消除了吸收系数随环境的变化、光源光功率的波动和光路干扰对测量精度的影响。利用波分复用技术实现了多种气体的高精度测量,甲烷气体测量的实验结果表明该系统的测量灵敏度可以达到1×10-5。     

基于光纤光栅的重力式倾角传感器的研究与开发

基于光纤光栅技术,提出一种重力式倾角传感器,实现了对结构倾角的高精度监测。结构发生倾斜时,固定在结构上的重力式倾角传感器发生倾角变化,其内部光纤布拉格光栅发生波长变化。通过测量光纤布拉格光栅的波长变化,得到结构倾角的变化。通过对传感器进行标定试验,结果表明:传感器灵敏度系数52.53 pm/mm,相关系数均达到0.99以上;线性度误差4.78%,迟滞性8.30%,重复性误差9.34%,取得了良好的线性数据,证明该倾角传感器性能良好。研究成果对应用于倾斜结构测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义。     

气体传感器阵列中微加热器的发展现状

本文总结了气体传感器中微加热器的材料、结构及热特性，列举了常见的几种微加热器，对Ｐｔ加热器和多晶Ｓｉ加热器进行比较，并在此基础上简要介绍了传感器阵列中微加热器的制作及器阵列的气敏特性。     

基于CO传感器的安全监控装置的研究与设计

系统基于MSP430F2101单片机,采用新型CO气敏传感器,在常温下就能检测到50ppm的该有毒气体;传感器采用周期为30s,幅值为1V的正弦电压加热,提高了其抗H2干扰的能力;采用高度集成的模拟传感器信号处理器MAX1452进行信号调理。系统采用超低功耗器件,价格低廉、灵敏度好、精度高、可扩展性强。     

非分光红外气体传感器研究进展

介绍了非分光红外气体传感器的工作原理,将非分光红外传感器与常用气体传感器进行了对比分析。综述了非分光红外技术在光源设计、气室设计、探测器设计、信号处理及自组装多气体探测系统等关键技术的研究进展,为进一步提高气体检测精度和响应提供了研究方向。提出了非分光红外气体传感器要朝着小体积、多功能集成、满足复杂应用环境的方向发展。     

光纤传感器的研究进展

本文首先概述了光纤传感器的研究状况,其次分析了基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤传感器的工作原理,然后简单的介绍了它在土木工程中的应用及安装工艺,最后对光纤传感器的发展进行了展望.