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气体传感器阵列测试系统

1设计思想及理论基础金属氧化物半导体气体传感器是利用敏感膜吸附气体后敏感膜电导率的变化来实现对气体检测的,它由加热元件、叉指电极、气体敏感膜和硅衬底等部分组成。金属氧化物半导体式传感器利用被测气体的吸附作用,改变半导体的电导率,而气敏材料的气敏特性来源于气体在材料表面的吸附和表面反应过程。从半导体物理的角度,我们可知半导体的电导率为:σ=q(nμn+pμp)n、p分别为电子和空穴的浓度,μn、μp分别为电子和空穴的迁移率,q为电子电量。在非本征(温)区,一种载流子浓度大于另一种载流子的浓度,分别称为多数载流子和少数载流子。而半导体导电主要是多数载流子导电,则上面的电导率公式可以简化为:σ=qnμn(对于N型半导体)和σ=qpμp(对于P型半导体)由半导体知识可知,n、p、μn、μp都是依赖于温度的函数,所以σ是温度的函数。因此无论从理论和事实都表明半导体式传感器测量时受环境影响较大,输出非线性并且不是很稳定。常用的气敏材料测试方...  (本文共3页) 阅读全文>>

电子科技大学
电子科技大学

声表面波气体传感器阵列模式识别技术的研究

自20世纪以来,化学恐怖主义时有发生,已引起国际各个国家的广泛关注因此,研制能够快速检测化学战剂的气体传感器,已成为当务之急,本课题就是在这样的背景下产生。本课题主要研究以不同敏感材料作为敏感薄膜的声表面波气体传感器阵列的气敏特性,然后通过使用模式识别技术,从中选出最优化的传感器阵列,减少多传感器阵列的输出数据,改善单一传感器单一性和重复性差的问题。本文的主要内容包括:(1)改进了声表面波气体传感器阵列的测试系统。本课题使用声表面波(surface acoustic wave, SAW)器件制备气体传感器,测试系统由传感器阵列气室、动态配气装置、频率计数器、射频开关和计算机等设备组成。实验表明,在气敏特性测试时,可以通过改进传感器阵列气室,同时将参考器件的开盖,使传感器的频率响应数据更加准确。以DKAP-SAW气体传感器为例(DKAP是聚甲基-{3-[2-羟基-4,6-二(三氟甲基)]苯基}-丙基硅氧烷的缩写),对不同浓度的神经...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东工商学院
山东工商学院

基于传感器阵列的鲜食葡萄冷链微环境气体检测方法研究

已证明,冷链微环境中保证温度的适宜和一定的气体氛围,可以延缓水果晚熟期,保证鲜活质量。因此在冷链物流运输过程中,如何实时检测冷链环境中的气体信号,并进而探究气体信号与水果品质变化的关系,实现冷链过程动态监测,是当前冷链物流产业中亟需解决的关键问题。基于此背景,本论文针对冷链物流中鲜食葡萄的保鲜问题提出基于传感器阵列的气体检测方法并开展了一系列研究。针对鲜食葡萄保鲜的气体成分及其理化体积分数范围,通过调研比较现有气体传感器技术,选择多种金属氧化物传感器(11个TGS系列传感器)和电化学传感器(2个霍尼韦尔的4SO_2-2000系列)构成初始阵列。通过利用现有气体传感器测试平台对其进行了系统的测试,分析响应曲线,提取特征参数,比较传感器针对目标气体的性能。测试的气体成分主要包括冷链微环境中的二氧化硫(SO_2)气体、二氧化碳(CO_2)气体和氧气(O_2),为了提高适应性,还探讨了传感器对工业环境中常见的甲烷(CH_4)和一氧化碳(...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

宁波大学
宁波大学

基于气体传感器阵列的有害气体检测系统的研究

近年来,传感器阵列与模式识别相结合的气体检测新方法备受关注,该方法能够对混合气氛进行定性定量分析,克服了单个传感器不能自动识别气体种类和数量的缺陷,在环境检测、能源化工、食品安全、医疗卫生等方面有着广泛的应用价值。本文针对目前常见的多元有害气体检测问题,主要围绕检测平台的搭建、气体传感器的选取与阵列的制备、数据预处理电路设计、多路信号采集和模式识别算法等方面展开研究,设计并搭建了一套基于传感器阵列和BP神经网络模式识别相结合的多元有害气体检测系统。主要内容包括:1)在实验室前期工作的基础上,根据实验需求,通过LabVIEW软件实现对气体浓度的实时控制与调节,配置了实验所需有害气氛,搭建密闭的测试平台;2)在此平台上,采用费加罗公司TGS系列和阿尔法公司的几个气敏传感器构成传感器阵列,并对传感器分别测试;3)自主设计数据预处理调理电路与采集系统,对传感器阵列信号进行采集;4)利用BP神经网络算法对采集的数据进行分析、识别,实现了对...  (本文共59页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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气敏薄膜及气体传感器阵列的制备及特性研究

利用具有不同选择性的多个气敏元件组成气体传感器阵列,可充分利用传感器阵列所提供的交叉敏,并运用人工神经网络的模式识别技术对其响应输出谱进行分析,就可以实现传感器的高选择性,并提高气体传感器的测量精度。军事和工程上有着广泛应用的电子鼻就是在此基础上发展起来的,它由气体传感器阵列、数据采集卡及模式识别算法三部分组成,它在食品、化工、环保、医疗诊断、毒品检验等方面有很重要的应用,其关键技术就是气体传感器阵列。本论文以气敏薄膜及气体传感器阵列为研究对象,首先对气敏薄膜体系进行了系统研究:采用真空热蒸发工艺制备了WO_3薄膜、通过真空蒸发法和旋涂法制备了TCNQ薄膜和SnPc薄膜及它们与PMMA的复合薄膜、通过掺杂诱导自组装工艺制备了纳米金基底,并进一步制备了聚苯胺/聚苯乙烯磺酸掺杂自组装复合膜。其次,率先设计了电子聚合物化学场效应管型气体传感器阵列结构,并针对基于聚苯胺/聚苯乙烯磺酸掺杂自组装复合膜的气体传感器阵列的敏感特性进行系统的研...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

气体传感器智能测试系统和便携式酒精检测仪的研究

采用气体传感器阵列与模式识别技术的智能气体识别仪器在军事、食品工业和环境检测等方面具有广阔的应用前景,近几年已成为气体传感技术领域研究的热点。本文着重开展了作为电子鼻硬件平台的气体传感器阵列测试系统和便携式酒精检测仪的研究。研制成功的气体传感器阵列智能测试系统由计算机实时控制,可以实现测试气体的自动进样和数据采集与处理,提高了测试的重复性和可靠性。系统包括自动进样装置、数据采集单元和PC机应用软件等部分。进样装置的核心是自行设计开发的新型流量控制仪,该仪器采用数字接口,可以以联机和脱机方式工作,能够同时快速准确地输出4路流量控制信号,对测试气体的流量和浓度进行设定。软件系统用VC编写,具有友好的使用界面,可以实时进行数据处理和显示,同时采用可编程控制的方式进行系统控制,能完成复杂的测试操作。另外,作为电子鼻的硬件平台,该系统可以用于电子鼻的模式识别算法及其它各种应用研究,它已经成功地应用于新型微结构传感器阵列和电子鼻的研究。研制...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>