气体传感器长期稳定性智能检测系统

设计了一种基于ARM的气体传感器长期稳定性智能检测系统,该系统以LM3S1138作为控制和处理核心。系统共有10片测试板,每片测试板可放置8个气体传感器,最多可一次测试80只气体传感器。可实现对供电电压在0～10V、基值电阻在0～300kΩ的半导体气体传感器进行检测,最多可同时测量80只气体传感器,可同时检测不同类型的气体传感器;采集环境温湿度值;对检测值可在LCD上显示同时将数据存储到SD卡。本系统具有适应性强、使用灵活、稳定性好、可靠性高和精度高的特点。     

无机纳米ZnO或蒙脱土颗粒掺杂对低密度聚乙烯介电性能的影响

选择在低密度聚乙烯（LDPE）中掺杂无机纳米ZnO和蒙脱土（MMT）颗粒,探讨不同形态无机纳米颗粒对LDPE介电性能的影响。利用熔融共混法配合不同冷却方式制备不同结晶形态的纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料。通过FTIR、偏光显微镜（PLM）、SEM、DSC和热刺激电流（TSC）对试样进行表征,并。研究了纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料的交流击穿特性,结果表明：掺杂适当质量分数并经表面修饰的无机纳米颗粒可有效的避免其团聚现象,提高纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料的结晶速率,使结晶结构更完善,同时无机纳米颗粒掺杂使LDPE的陷阱密度和深度均有所增加,载流子入陷在试样内部形成界面"局域态"。经油冷却方式制备的纳米ZnO/LDPE和MMT/LDPE复合材料击穿场强比空气自然冷却分别高13.6%和14.4%,当掺杂纳米粒子质量分数为3wt%时,复合材料击穿场强出现最大值,其中纳米ZnO/LDPE复合材料比MMT/LDPE复合材料的击穿场强值高0.68%;电导率试验结果表明：纳米ZnO/LDPE复合材料电导率比MMT/LDPE复合材料低。介电性能测试表明,在1~10⁵ Hz的测试频率范围内,纳米ZnO/LDPE复合材料和MMT/LDPE复合材料介电常数降低,介质损耗角正切值有所提高。     

杂化CuPc有机半导体的气敏特性研究

采用“模板法”,在N2气保护下,合成CuPc基体材料.通过共溶技术对其杂化,得到具有较理想电导率的气敏材料.应用微精细加工工艺制备具有平面叉指电极结构的气体传感器的基片,利用真空镀膜方法在平面叉指电极基片上形成敏感膜.通过扫描电子显微(SEM)形貌分析表明,薄膜颗粒尺寸均匀.静态测试法考核传感器性能表明,传感器具有较好的响应恢复性,灵敏度和热稳定特性,对C l2、NO2、H2S等有毒气体选择性好、响应灵敏.     

a-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件

报道了本课题组对α-Fe2O3基纳米陶瓷制备的CO气敏元件的中试工作,结果表明中试批量制得的元件能耗低、对CO有高的灵敏度、良好的选择性及稳定性,制件的成品率较高、成本低.现正着手准备工业规模生产.     

瓦斯传感器智能监控系统设计

介绍了一种基于ZigBee协议、以JN5139为核心的煤矿瓦斯智能监控系统的软、硬件设计方案。该系统采用瓦斯传感器LXK-3采集煤矿瓦斯浓度信息,经JN5139内嵌的微控制器进行相关数据处理后,利用JN5139的数据收发功能实现了系统节点之间基于ZigBee协议的无线通信。     

基于MEMS叠层微结构的SO2毒气传感器

利用多孔上电极叠层微结构,以真空镀膜技术形成气敏膜,采用MEMS微加工技术研制了气体传感器.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提高了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100～120 A、蒸发时间8～12 s为电极成膜最佳条件;气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200 nm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:比例系数为0.15～0.35的硫酸掺杂CuPcxPANI 1-x对SO2有最佳的灵敏度;考虑到减少H2S气体干扰,选择CuPc0.35PANI0.65为气敏材料,在加热电压VH为1～2.5 V时提高了传感器的灵敏度特性和响应恢复特性,响应时间为30 s;传感器输出特性为单对数线性关系,检测范围为0～200×10-6;经6个月的稳定性考核,其输出阻抗漂移≤±5%,灵敏度漂移≤10%.     

应用微波技术抑制光刻胶图形的坍塌与黏连

针对显影工艺中水的表面张力导致的高高宽比抗蚀剂图形的坍塌及黏连,提出了一种基于微波加热的干燥技术来有效改善纳米抗蚀剂图形的干燥效果。该方法利用微波穿透光刻胶结构直接加热光刻胶图形间隙中残存的去离子水,水分子吸收微波的光子能量迅速蒸发,从而有效地抑制光刻胶图形的坍塌与黏连现象。利用提出的基于微波加热的干燥方法,成功获取了高260nm、宽16nm的光刻胶线条组和直径为20nm的光刻胶柱形阵列,其中高高宽比线条组和由15 625根柱子组成的柱形阵列结构没有出现坍塌及黏连情况,验证了在微波产生的交变电场作用下,可以减小水分子团簇,降低水的表面张力。     

激光微加工纳米孔Al2O3陶瓷膜的方法及分析

针对超薄型Al2O3易碎加工难的问题,提出激光微加工的方法.阐述了激光微加工的原理.通过声光调节激光器的品质因子Q值获取激光巨脉冲.论述了纳米孔Al2O3膜的电化学定向生长及其微加工过程,扫描电镜揭示了纳米孔Al2O3膜易碎易断的内在原因,加工区域略有灼烧现象.分析了激光输出脉冲频率和电流对陶瓷膜的刻槽深度和宽度的关系,影响区最小时,调Q频率在9 kHz左右.电流应控制在10～20A.     

陶瓷微板热隔离半导体气体传感器阵列设计与实现

具有高浓度、挥发性、强氧化性的液氯、氮氧化物等危化品泄露、爆炸的安全检测一直是一个难点问题,要求检测传感器具有较宽量程和抗腐蚀设计。基于Al N陶瓷的微热板半导体气体传感器阵列设计,采用耐腐蚀的Al N陶瓷为衬底,物理化学性能稳定的Pt膜作为信号和加热器电极,经杂化修饰的In-Nb复合半导体氧化物为敏感材料,结合柔性光刻剥离工艺和激光微加工工艺,制备了陶瓷微板热隔离气体传感器阵列。为验证传感器阵列热结构设计的合理性,进行了有限元热仿真分析,优化了设计结构。经静态气敏测试分析,传感器阵列对浓度体积比500×10~(-6)的Cl_2和100×10~(-6)的NO_2两种气体的气敏响应时间分别为30 s和60 s左右,灵敏度最高分别为275倍和4倍,且在0~500×10~(-6)和0~100×10~(-6)检测范围均具有良好的气敏特性,对Cl_2等高浓度宽量程危化品气体检测具有良好的应用前景。     

基于BP算法的传感器单气体定量识别

气体的定性识别与定量分析一直是气体检测领域的主要难点,也是气体传感器应用中的研究热点.文中在对多个气体传感器进行气体定性分析和实时数据采集基础上,通过BP网络分析方法,实现了气体的定量识别,然后对训练前后气体浓度的误差进行对比分析,仿真结果表明:平均相对误差均控制在1％以内,最大相对误差控制在2％以内,提高了对气体浓度的预测精度.