声表面波气体传感器优化设计及敏感膜制备

发布时间：2020-09-18 09:44

　　 当前,人们对有害或危险气体的检测格外重视,在开发新型气体传感器的同时,也对新的传感原理进行不断的探索。其中声表面波(SAW)气体传感器因为具有灵敏度高、抗干扰能力强的特性,而被人们关注。本文对谐振型和延迟线型SAW气体传感器的组成、原理、制造工艺和特性进行了全面的比较和研究。本文根据浮动电极单向换能器(FEUDT)结构可以降低SAW气体传感器插入损耗的特点,设计了具有FEUDT结构的SAW气体传感器,并对传感器的主要组成部分:叉指换能器、反射栅、敏感膜等展开了研究。从气敏材料的选择性和吸附效率的角度出发,通过线性溶剂化能关系(LSER)方程,最终确定了采用聚乙烯亚胺(PEI)作为SAW气体传感器敏感膜的主要材料,用于检测三硝基甲苯(TNT)气体。随后,采用有限元方法,从模态分析、导纳分析、能流传输特性和插入损耗等方面,对FEUDT的结构特性进行了详细研究。研究结果表明,FEUDT结构具有单向性,能有效激励正向SAW。将FEUDT结构应用于延迟线型和谐振型SAW气体传感器中,并构建了具有FEUDT结构的SAW气体传感器二维模型。通过对比具有FEUDT结构的延迟线型、谐振型SAW传感器的插入损耗和灵敏度,说明延迟线型气体传感器比谐振型气体传感器的灵敏度高、插入损耗小。最后,分析了几种常用制膜方法的优缺点,确定采用气体喷涂法制备敏感膜,研究了喷涂次数和喷涂距离对敏感膜成膜质量的影响。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212
【部分图文】：

图 1.1 QCM 传感器系统试测图[6]图 1.2 SAW 传感器系统试测图[6]科技大学的赵瑾珠等人针对化学战剂中的神经毒剂和感器阵列。在实验过程中，通过气体喷涂法制备出以F的敏感膜，搭建了图 1.3 所示的 SAW 传感器阵列测试控制器的电子鼻识别算法，实现了对不同种类、不同

图 1.2 SAW 传感器系统试测图[6]子科技大学的赵瑾珠等人针对化学战剂中的神经毒剂和芥传感器阵列。在实验过程中，通过气体喷涂法制备出以FP料的敏感膜，搭建了图 1.3 所示的 SAW 传感器阵列测试为控制器的电子鼻识别算法，实现了对不同种类、不同浓。图 1.3 SAW 传感器阵列测试系统[7]俊等采用旋涂法，在石英 SAW 器件表面制备了 ZnO 纳米

图 1.1 QCM 传感器系统试测图[6]图 1.2 SAW 传感器系统试测图[6]，电子科技大学的赵瑾珠等人针对化学战剂中的神经毒剂和芥子AW传感器阵列。在实验过程中，通过气体喷涂法制备出以FPOL、材料的敏感膜，搭建了图 1.3 所示的 SAW 传感器阵列测试系统片机为控制器的电子鼻识别算法，实现了对不同种类、不同浓度功能。

【参考文献】

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本文编号：2821485