PI电容湿度传感器的研制

采用集成电路光刻工艺在玻璃衬底上制成了以聚酰亚胺（ＰＩ）为介质膜，以铬，金为电极的电容式湿度传感器，给出了传感器的制造工艺，湿敏特性和工作原理，测试结果表明，在相对湿度ＲＨ为０￣９６％范围内Ｃ￣ＲＨ曲线线性度良好，灵敏度为ＲＨ变化１％，电容变化０．１５￣０．１７ｐＦ，该种湿度传感器的ＲＨ长期稳定性为３％ａ。     

PI 电容湿度传感器的研制

采用集成电路光刻工艺在玻璃衬底上制成了以聚酰亚胺 (PI) 为介质膜,以铬、金为电极的电容式湿度传感器.给出了传感器的制造工艺、湿敏特性和工作原理.测试结果表明:在相对湿度RH为0～96 % 范围内C～RH曲线线性度良好,灵敏度为RH 变化 1 %,电容变化 0.15～0.17 pF,该种湿度传感器的 RH长期稳定性为3 %/a.     

集成传感器芯片的封装应力分析

针对集成传感器芯片封装粘贴过程中的残余应力影响器件性能的问题，使用有限元方法对环氧粘胶粘贴集成传感器芯片产生的封装残余应力进行了分析．采用有机层压板作为封装基板，仿真计算了环氧粘胶的杨氏模量、厚度和溢出厚度的变化对集成传感器性能的影响，同时对集成传感器进行了封装实验．实验测量与仿真结果的比较分析表明：通过选择低杨氏模量的环氧粘胶、增加环氧粘胶厚度和增加环氧粘胶的溢出厚度可以减小封装应力对集成传感器的影响，而且封装应力对其中压力传感器的影响远大于对温度和湿度传感器的影响．分析结果对集成传感器的封装应用具有一定的参考价值．     

基于固态高聚物电解质一氧化碳传感器研究

以固态高聚物膜为电解质,用化学沉积法和浸渍-还原法制备了金属/聚合物的复合膜电极为气敏电极,组装成分别以电流型和电位型的CO电化学传感器,研究发现传感器的稳态输出电位与CO体积分数的对数呈线性关系;应用恒电位电解技术研究电流型传感器的传感性能,按电流 电压曲线确定其合适的外控电位,探讨了稳态扩散电流的产生,并在此外控电位下测定了传感器的线性应答。文中也研究了传感器的温度和湿度特性,研究表明在检测环境温度范围为30～45℃时传感器的温度系数为0.84μA/℃,从湿度特性发现在给定水蒸气分压下,输出电流与CO的体积分数之间具有线性关系,同时也随水蒸气分压增加而增大。     

结露传感器敏感机理的频谱特性分析

实验制备并测量了结露型湿度传感器在不同湿度下的复阻抗特性曲线,分析了器件电阻和电容值随频率的变化,获得相应的等效电路并根据测量数据计算了等效电路中各元件的参数,由此得到器件参数在不同湿度下的最大影响因素并据此分析其敏感机理.结果表明,结露传感器在低湿区的电阻主要来源于导电颗粒电阻和颗粒间界面电阻,在高湿区是颗粒间界面电阻以及电极与湿敏膜之间的接触电阻起主要作用,而在结露区则取决于电极与湿敏膜之间的接触电阻.     

多孔硅湿敏特性研究

应用阳极氧化技术在单晶硅片上生长一层多孔硅（ＰＳ）薄膜，用真空镀膜方法分别在其上下两面蒸发一层适当厚度的金属铝作为电极，设计了两种电极图形，制成二端结构的敏感元件．在不同湿度环境下，测出其电容值，得到了多孔硅ＲＨ－Ｃ湿敏特性曲线．通过不同材料、不同工艺条件的试验研究发现：多孔硅湿敏元件的湿敏特性、响应时间与其孔隙率、膜厚等参数有关．从而，确定了适合于敏感应用的材料导电类型、电导率、工艺条件和元件结构     

聚酰亚胺电容式湿敏元件的研制

在硅基片上，采用集成电路工艺制作成有上下电极结构的以聚酰亚胺介质薄膜作为感湿膜的电容式湿度敏感元件，上电极有六种不同设计．对所研制的敏感元件进行感湿特性、温度特性、响应特性的测量，并分析讨论了测量结果．     

MISiC肖特基二极管式氢敏传感器模型研究

在结合考虑6H SiC肖特基二极管正向热电子发射理论和氢吸附效应的基础上,研究了MIS氢敏传感器的敏感机理, 建立了传感器模型,具体分析了绝缘层厚度、灵敏度对传感器特性的影响。利用MATLAB对传感器的电流电压响应特性、灵敏度、电流分辨率与绝缘层之间的关系进行了仿真,结果表明绝缘层厚度、灵敏度是影响传感器性能的重要因素,并确定了在300 ℃时传感器最佳绝缘层厚度为2~2.35 nm,从而有效地提高了传感器灵敏度。     

内外环电容传感器空间灵敏度特性

为了设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,研制了一种新型的内外环电容传感器,利用有限元仿真的方法对内外环电容传感器的轴向灵敏度、空间滤波特性以及时间频率响应3个空间灵敏度特性指标做了定量分析．结果显示,内外环电容传感器的轴向灵敏度曲线近似于高斯分布,而电极宽度的变化会引起轴向灵敏度峰值的改变,当电极宽度为20mm时,轴向灵敏度峰值最大;内外环电容传感器相当于一个低通滤波器,电极宽度增加,空间频带变窄,同时时间频带也变窄．     

化学和湿度传感器用聚合物膜的制备方法

使用紫外辐射溶液聚合方法研究了化学／湿度传感器用聚合物膜的制备方法．本方法制备的膜厚度在5～100μm区间可控,信号响应好,可重复．     

SBA-15纳米薄膜对QCM湿度传感器的性能影响

孔道表面具有丰富Si-OH的有序介孔氧化硅材料SBA-15薄膜修饰QCM可大幅度提升湿度传感器的灵敏度、响应速度及检测限。本文建立了基于SBA-15的QCM湿度传感器的三维有限元精确仿真模型,分析了纳米湿敏薄膜在电极上的分布状况对传感器的电学性能参数的影响,研究结果对于纳米湿敏薄膜的成膜工艺及新型QCM湿度传感器的优化设计与制造提供了重要的理论参考依据。     

湿敏电导的机理

从氧化物表面的吸附特点出发，认为表面ＯＨ对湿度敏感起着非常重要的作用；在此基础上解释了湿度传感器中电子电导和离子电导同时存在的微观机理，并给出它们随环境湿度变化的数学关系．理论计算得到的阻湿特性与实验结果符合得很好；该理论也能定性说明湿度传感器的快速响应     

内外环电容传感器灵敏度仿真

为设计应用于两相流相关流速测量的电容传感器,得到传感器的几何参数对其灵敏度特性的影响,利用数值方法对内外环电容传感器的灵敏度特性进行分析．利用有限元分析软件建立传感器电场的仿真模型并进行了基本仿真,采用正交实验设计方法安排仿真实验．分析结果表明,屏蔽罩长度和内管壁厚度是影响传感器相对灵敏度的主要因素,而屏蔽罩与外极板间距对检测场均匀性误差影响比较大．优选出一组传感器的结构参数,内管壁厚度3mm,外管壁厚度2mm,屏蔽罩与外极板间距3mm,对管壁相对介电常数的要求则是越接近于1越好．利用优选的结构参数进行仿真,可以得到比较好的传感器灵敏度特性,为内外环电容传感器的设计提供了理论依据．     

基于电话的远程湿度控制系统及其非线性修正

介绍了一种基于电信网络和MODEM技术的远程湿度控制系统,阐述了该系统的功能,并给出了系统的硬件组成和软件设计,分析了湿度传感器的特性,表明测量范围较宽时,传感器的输出易受环境的影响,并且成非线性的关系,提出一种神经网络共轭梯度算法对湿度传感器非线性特性进行修正的方法,结果表明,修正后的湿度传感器能在较宽的测量范围内输出高线性度的信号。     

曹春岳：运用介电泳技术将SnO2纳米球体作为敏感元件的相对湿度传感器特性

通过介电泳技术将敏感元件SnO₂球形纳米颗粒定位到间距为20μm的Au叉指电极之间, 制备了一种相对湿度传感器. 从获得的I-V曲线可以看出, Au/SnO₂/SnO₂/Au组合结构具有良好的电导率. 通过自己设计的相对湿度测试系统 测试了其传感特性, 结果显示该湿度传感器具有高的敏感性及可重复性. 证明了运用介电泳方法所制备的湿度传感器在各种不同的湿度条件下, 都具有很好的稳定性, 即使是在非常高的湿度条件下. 并且这种方法可以广泛用于其它种类的纳米球和各种不同器件结构中.     

基于半导体陶瓷技术的二氧化碳传感器研究

采用硬质酸盐方法制备出纳米BaTiO3粉末,利用半导体陶瓷技术掺杂CeO-AgNO3制造出对CO2气体敏感的功能材料.基于CaCO3和RuO2制作电极,NiCr丝加热.CO2气体传感器当加热到400~450℃时,CO2体积分数为100×10-6~2 000×10-6,传感器的特征阻值由600 kΩ变化到150 kΩ,函数关系呈良好的全对数线性,同时测定了元件的温度特性和湿度特性,提出了此种传感器工作时,为提高传感器测试准确性,应考虑环境温湿度补偿技术.     

超声液位传感器有限元模型及其声学特性分析

运用ANSYS有限元软件建立超声液位传感器有限元模型,利用其谐波响应、瞬态响应分析技术分析了超声液位传感器声学特性．阐明了超声液位传感器声学特性分析的有限元理论,给出了建模过程若干关键问题的解决方法．研究了保护膜厚度、材料及压电元件的电学品质因数对传感器声学特性的影响,并通过实验验证了谐振频率和最大发射电压响应的仿真计算结果的合理性．由此可见,所建立的分析模型可较准确地对超声液位传感器的声学特性进行仿真模拟,为该传感器的优化设计提供了一种有效的方法．     

一种高分子电阻型湿度传感器的制备及研究

以苯乙烯-马来酸酐共聚物钠盐(Na-SMA)为湿敏材料,采用浸涂的方法,在小型叉指金电极上成膜,制备了高分子电阻型湿度传感器.研究了浸涂液组成对传感器响应特性的影响.研究表明,随着浸涂液中Na-SMA浓度的提高,元件的电阻、湿滞降低;而随着浸涂液中聚乙烯醇(PVA)浓度的提高,元件的电阻降低,湿滞增加.     

ZnO/IDT/SiO2结构声表面波传感器仿真和分析

针对现有声表面波理论模型难以分析多层结构声表面波传感器器件的缺点,利用周期性介质的矩阵本征算子模型,成功对ZnO/IDT/SiO2多层结构中IDT电极的机械特性对装置性能的影响进行了建模。基于此模型,仿真和分析了此结构装置的波传播速度、机械耦合系数等参数与波导层厚度以及电极厚度的关系。并将仿真结果得到的装置传输频率响应与试验结果进行比较,二者基本一致。     

双微流体通道光子晶体光纤传感器分析

利用有限元法对基于双微流体通道光子晶体光纤传感器进行分析．数值模拟了当微流体通道的直径、待测液体折射率、金属纳米薄膜厚度不同时传感器的参数变化特性．结果表明,不同参数的传感器所表现出来的吸收特性各不相同,且表面等离子体共振的激发对待测液体折射率非常敏感．用两种方法分别得出该传感器的灵敏度及分辨率,研究结果为光子晶体光纤传感器的设计和实际操作提供了理论依据．