基于单个SnO2传感器的CO/H2混合气体定量分析

利用单个商品化SnO2传感器,对CO和H2及其混合气体进行分类识别和定量分析.对传感器进行温度调制,获得传感器在不同浓度CO、H2和CO/H2混合气体中的动态响应.对动态响应信号进行离散小波变换(DWT),选取小波系数作为特征,输入到支持向量机(SVM),实现了对CO、H2及其混合气体的识别(其中CO浓度100×10-6,H2浓度1 000×10-6),正确识别率超过96%.从动态响应曲线提取特征,利用SVM模型对CO/H2混合气体进行定量分析,准确地估计出CO的浓度.另外,采用相同样本集,对比SVM和BP算法, 结果显示SVM具有更优的泛化性能.可用的数据处理算法可移植到单片机实现,在气体传感器智能化的研究中具有潜在的应用价值.     

一种利用单个SnO2 气体传感器检测农药残留的新方法

研究了一种在环境气氛中快速检测和识别农药残留(敌百虫和乙酰甲胺磷)的新方法，即动态检测方法。这种方法是利用单个SnO2气体传感器在方波变化的温度下完成对敌百虫和乙酰甲胺磷及其混合气体的定性分析。实验结果表明，SnO2气体传感器在温度范围为250～300℃、温度变化频率为20MHz的工作条件下对敌百虫和乙酰甲胺磷及其混合气体表现出高的灵敏度和清晰的动态特征响应。     

基于SnO_2传感器对液化石油气的动态检测

采用SnO2 传感器对家用液化石油气进行动态检测。介绍了整套实验装置及具体的实验操作过程;对实验结果进行分析,表明动态检测方法可以明显地提高SnO2 传感器的选择性,检测下限为10-7 mol/L,检测上限为 5×10-6 mol/L,检测准确度为 0. 2×10-7 mol/L。     

检测CO气体的新型ZrO_2-MoO_3传感器

以半导体金属氧化物为基的固态气体传感器已广泛应用于还原性气体的选择性检测和计量,例如检测各种燃烧过程中的碳氢化合物、CO、H_2等。介绍了以MoO_3为基的新型CO传感器的研制。发现MoO_3厚膜样品可做为开关型检测器,而薄膜及ZrO_2-MoO_3二元混合物能用于检测环境中的CO气体浓度。添加少量的钯催化剂可以有效地提高传感器灵敏度以及缩小响应时间。存实验结果的基础上,还提出了传感器的传感机理。     

基于SnO2气体传感器检测农药残留的表面动态响应特性

利用单个SnO2气体传感器在方波变化的温度条件下实现对敌百虫和乙酰甲胺磷及其混合气体的快速检测和识别.实验结果表面,SnO2气体传感器在温度范围为250～300℃、温度变化频率为20MHz的工作条件下对敌百虫和乙酰甲胺磷及其混合气体表现出高的灵敏度和清晰的动态响应特征.通过快速傅立叶变换(FFT)实现对敌百虫和乙酰甲胺磷及其混合气体的定量分析.     

温湿度对SnO2基CO气体传感器敏感特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉体及Pd掺杂浓度比分别为0.2 mol%、2 mol%1、0 mol%的三种掺杂粉体。以制得的粉体作为敏感材料,制成陶瓷微热板式CO气体传感器。在自行搭建的气体测试平台上,测试了各传感器在不同环境温湿度条件下对CO的响应,研究了Pd掺杂浓度对传感器湿度稳定性的影响,探讨了湿度影响传感器灵敏度的机理。实验结果表明:0.2 mol%Pd掺杂器件在不同湿度条件下灵敏度离散度由掺杂前的20.5%降低至8.63%,有效提高了传感器的湿度稳定性。10 mol%Pd掺杂器件在湿度大于50%相对湿度时,对20×10-6 CO出现反常响应,在还原气体CO出现时气敏膜电导减小。     

SnO2纳米颗粒气体传感器在CO2气体检测中的应用

将有机金属先驱体[Sn(N(CH3)2)2]2在适当的条件下热解,制备了尺寸分布集中的SnO2纳米颗粒.然后,在气体传感器的多晶硅层上原位沉积纳米颗粒悬浮液得到纳米颗粒多孔薄膜传感层,并探索了SnO2纳米颗粒传感器原位掺杂Mg,K,Ba元素,检测气体传感器在不同CO2体积分数下的敏感性.结果表明:此方法制得的传感器对CO2气体敏感性不佳,尚需进一步研究掺杂元素和掺杂工艺.     

Y沸石改善SnO2气体传感器性能的研究

为了改善气体传感器的敏感性能,分别采用SnO2外涂Y沸石的涂覆法和Y沸石与SnO2混合法,用Y沸石对SnO2气体传感器进行改性.用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对混合法制备的Y沸石/SnO2复合材料的结构和表面进行了表征与分析.将这两类敏感元件进行了VOC气体的气敏测试.结果表明,与纯SnO2相比,Y沸石与SnO2直接混合的复合材料提高了对丙酮的响应值,而对其他气体响应值基本不变;涂覆法制备的气敏元件不仅提高对丙酮的响应值,而且减小了对乙醇的响应值,对乙醇起到一定抑制作用.初步分析了Y沸石对SnO2气敏特性改善的机理.     

CMOS SnO2气体传感器模型与热仿真

为了分析CMOS SnO2气体传感器的工作,有必要建立合适的模型,采用晶粒边界的肖特基势垒模型和固体表面对气体的Freundlich等温吸附很好地解释了SnO2的电导与检测气体体积分数工作温度之间的关系,利用ANSYS7．0对实际设计的传感器进行了热仿真,这便于在CMOS后加工工艺中很好地对其控制。     

温度对二氧化锡气体传感器响应信号的影响

在方波调制的条件下,研究了不同的外加电压和不同的占空比下SnO2气体传感器动态响应信号,同时测定了两种条件下的传感器表面相应的温度变化曲线;在7V的外加电压和30/(30 20)的占空比下,传感器能给出完整的动态响应信号;温度曲线的线形虽然相似,但温度梯度却不同,表明电压和占空比对动态信号的影响是通过温度这一本质因素来实现的.对温度这一本质因素进行了理论分析.     

测空气中微量CO的Pt/YSZ电位型传感器

应用Y_2O_3稳定的ZrO_2固体电解质电池:O_2(air),CO,Pt│YSZ│Pt,O_2(air),测量了410~500℃温度范围内的空气中微量CO浓度(51~819)×10~(-6)与电动势关系.响应电动势的灵敏度随温度增加而降低,至500℃渐趋于零.在一定温度下,测量电动势可随被测气体的流量(流速)增大而升高,归因于CO在Pt电极上脱附减小.500℃时含有51×10~(-6)CO的空气,在2L/min流量(相应流速54cm·s~(-1))下的测量电动势为18mV,响应时间≤30s.     

金属氧化物气体传感器阵列的制备

利用薄膜技术制作的半导体金属氧化物气体传感器阵列是由一个基底上的四个传感器单元组成的。基本结构是在4英寸的硅片上制作完成的。首先,沉积金属铂电极,加热棒和温度传感器。其次,沉积半导体金属氧化物SnO2。然后进行传感器阵列电极的焊接,封装。最后进行测量,测量结果显示了传感器阵列对不同气体甲烷(CH4),一氧化碳(CO),氢气(H2),二氧化氮(NO2)和氨气(NH3)的响应。     

一种基于单传感器的热式气体流量测量方法

基于热传递的原理,提出了基于单一铂电阻的热式气体流量测量方法.首先研究了在不同温度和电流下铂电阻的温度特性.然后设计了流量测量系统的电路,分析了流量测量原理及温度补偿.最后通过恒温控制算法使铂电阻工作在2个不同的设定温度.由铂电阻的输出电压计算出气体的流量.实验结果表明该测量方法的测量精度优于1%.流量量程比近100:1.     

Zn2SnO4 气敏材料的水热合成及其掺杂改性

采用分析纯的ZnAc2·2H2O 和SnCl4·5H2O作为起始原料,控制适当的pH值和离子浓度,在200 ℃温度条件下水热法反应24 h得到Zn2SnO4微粉;通过浸渍法制备了Pd、Au、La掺杂的Zn2SnO4粉体;利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)对合成材料的结构、尺寸和形态进行了表征;采用静态配气法测试了材料的气敏性能.结果表明:在200℃水热条件下可直接合成Zn2SnO4,所得材料是比较规整的立方晶型,粒径大约为200 nm,纯Zn2SnO4对H2S、乙醇蒸气、乙醇汽油等有机蒸气具有较好的灵敏度,通过金属离子掺杂能明显提高材料对乙醇蒸气、乙醇汽油等气体的灵敏度和选择性.     

磁控溅射纳米SnO_2薄膜的气敏特性

采用磁控溅射制备SnO2薄膜气敏元件,测试了气敏元件的性能,研究了SnO2薄膜气敏元件薄膜厚度、元件加热功率和环境温度和湿度对元件的影响,气敏元件具有很好的灵敏度和选择性特性,对其敏感机理进行了探讨。