日本气体传感器产业化发展现状

综合日本气体传感器产业发展现状，阐述了该产业发展道路与生产企业状况，并对产业的重点产品及其技术的发展与应用进行分析，探讨了日本气体传感器的市场现状、研究水平、发展趋势与预测等     

光纤气体传感器的研究

光纤气体传感器的研究冯锡钰孙怡魏东兴（大连理工大学电子工程系１１６０２４）吸收式光纤气体传感器由光发射机、气体吸收池、光接收机及记录仪组成。通过测试，气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度的变化而变化，从而检测出该气体的浓度。光纤气体传感器的设计，从使用...     

甲醛气体传感器的研究

以纳米材料SnO_2、Zn O为原料的气敏传感器对大多数VOC气体具有敏感性.以SnO_2和ZnO为基料制作旁热式甲醛气敏元件,并比较二者的气敏特性.选用对甲醛敏感的SnO_2材料作为元件基料,为改善其对甲醛的气敏特性,选择0.3%La_2O_3、0.5%La2O3、0.7%La_2O_3的3种比例掺杂,运用控制变量法分别在不同烧结温度和不同工作温度下进行测试.结果表明:掺杂0.3%La_2O_3的SnO_2气敏元件在烧结温度为700℃,工作温度为300℃下对甲醛的气敏特性良好.     

光纤气体传感器的研究

基于气体在吸收峰波长下对光的吸收随浓度变化的机理,研制一种光纤式气全监测仪。根据被测气体的吸收峰对应的波长选择ＬＥＤ作为光源。采用不同频率的光源驱劝电路实现多种气体浓度的产时检测。为保证测量精度,信号处理采用相敏以及测量信号与参考信号比值技术。对甲烷和乙炔气体浓度的检测实验表明,系统具有一定的检测灵敏度和精度。仪器和系统不驻适于甲烷和乙炔气体浓度的检测,稍加改变结构参数,也可测量其它气体的浓度。     

基于氧化物半导体纳米线的气体传感器

纳米技术是21世纪一个重要的新兴科研领域,最近几年,大量的新型纳米结构与功能器件不断被研发出来,并在信息、医学以及国防等各个领域中展现出前所未有的应用前景。在各种纳米材料中,以ZnO纳米线、纳米带为典型代表的准一维纳米结构最为引人关注。2004年前,各国科研人员主要关注ZnO准一维纳米结构的制备和结构表征,由于研究手段的局限很少涉及ZnO纳米器件的研究。最近几年,以场效应晶体管、传感器为代表的功能器件应用成为纳米结构的研究热点。     

基于红外原理的微型气体传感器

分析了目前使用的化学类、气敏类瓦斯检测器存在的问题．对红外吸收的基本理论、热释传感器的基本原理和设计方法、所研究的红外瓦斯有害多气体检测仪进行了介绍。     

可燃气体传感器研究综述

可燃气体传感器作为检测工业气体的标准工具之一,是实现"智慧地球,感知中国"的基础.研究了可燃气体传感器的发展情况,介绍了4种检测原理特点:催化燃烧式具有计量准确、响应快的特点,但无选择性;半导体式价格低廉、普及广,但受环境影响大,不适用计量准确的场所;电化学式选择性强、温度性能好,但寿命低;红外线式测量范围宽、精准度高,但价格昂贵.近半个世纪以来传感器在可燃气体检测方面逐步实现低功耗、小型化、智能化、一体化,进一步向跨学科的横向领域突破,集管理数据化、应急主动化、设备智能化于一身的传感器将是打造智慧城市、智慧园区的关键.     

利用光波导气体传感器检测二氧化硫气体的研究

本文以甲基紫为敏感层,利用匀胶机,将甲基紫涂敷在锡掺杂玻璃光波导表面,研制了二氧化硫气体传感元件。实验结果表明,该传感元件能检测的二氧化硫气体的浓度为8×10^-5、响应时间为2s。当二氧化硫气体的浓度在8×10-5～1．2×10-3时,二氧化硫气体浓度和光强度之间具有良好的线性关系（R=0．9989,n=5）。所研制的传感元件具有响应时间短、可逆性好、操作方便、成本低等特点。     

高灵敏度光纤气体传感器的研究

研究了差分吸收式光谱吸收型光纤气体传感器．基于NO2的光谱吸收特性,设计了一种检测NO2浓度的光纤传感系统,以LED作为光源,采用双波长差分检测技术,有效消除了由光源、光纤和传感头的不稳定所引起的检测误差,提高了检测灵敏度,大大增加了该传感器的适用性．     

耐高温的气体传感器

设在伊利诺伊州的国立阿尔贡实验室制造出了一种新的气体传感器.这种传感器能耐高温、耐腐蚀、抗振动,并且不怕水,体积小,能监测除空气以外的各种气体.     

基于移动传感器网络的气体源定位

针对目前基于无线传感器网络定位气体源方法中存在的因探索区域尺寸、边界等先验知识缺失而造成节点部署困难的问题,提出了一种使用有限个低成本机器人构成移动传感器网络进行气体源定位的方法.该方法中,首先以期望拓扑结构排列的移动传感器网络节点采集气体浓度并上传至上位机;然后上位机使用非线性最小二乘方法对气体源位置进行估计,并将位置估计结果发送给移动传感器网络节点;最后由移动节点计算出目标位姿,并采用饱和控制的方法镇定到该位姿.通过上述步骤的不断循环,移动传感器网络最终将移动到气体源附近,从而实现对气体源较为精确的定位.室内自然通风环境中,使用6个自制的机器人组成具有固定圆形拓扑的移动传感器网络进行了气体源定位实验.实验结果表明,适当选择拓扑半径,该方法可在6,min左右实现精度为30,cm的气体源定位.     

基于微悬臂梁的谐振式气体传感器

分析了悬臂梁的静态和动态特性,从理论上给出了提高悬臂梁频率分辨率的办法.在此基础上对6对振动激励和检测机制进行了分析与阐述,并对这些激励和检测机制应用于气体传感器的可行性进行了分析.     

基于氧化钙催化发光的丙酮气体传感器

基于一定条件下丙酮气体可以在氧化钙的表面产生强烈的化学发光现象,设计了一种检测空气中丙酮气体的发光传感器。研究发现该传感器在波长535 nm,温度266℃,空气流量为400 m L/min的最佳实验条件下,测得丙酮气体浓度的线性范围为7. 6～1520 mg/m~3(R=0. 9984),相对标准偏差(RSD)为3. 65%,检出限为1. 52 mg/m~3(S/N=3)。考察了在相同浓度下的常见挥发性有机物的干扰情况,发现除丙烯腈、乙腈和甲醛外,其余9种挥发性有机物的干扰均小于1%,表明该传感器具有较好的选择性、使用寿命与稳定性。     

二氧化锡气体传感器敏感机理的研究

结合晶粒边界的肖特基势垒模型和固体表面对气体的Freundlich等温吸附原理推导了SnO2的电导与气体浓度、工作温度之间的关系,用Mathematica对电阻-浓度的关系进行模拟,分析了模拟结果和实际的测试结果的异同.通过比较可得出在5000×10-6以下,电阻与气体浓度呈下降趋势,与模拟结果有一定差距,但在高浓度,电阻的变化趋于恒定,下降缓慢,和理论模型非常好地吻合.考虑环境气氛的影响,将模型中的特征常数d,B'适当减小可对低浓度下的模型加以修正.     

ZnSnO_3气体传感器特性的研究

不久前,一种新型敏感材料ZnSnO_3脱颖而出,其灵敏皮,响应时问都非常优越,是一种很有前途的材料,而其各种参数、特性还是空白,这对推论其机制是必不可少的。本文在这方面作些探索,对其敏感机制作一些讨论。用化学合成方法制备的ZnSnO_3沉积物,经过脱水、烧结等工艺,然后磨成粉料,将粉料压成φ8mm,高6mm的圆柱体,放入有电极的夹具中,加热,作出ρ—T曲线,做成器件,放入真空室,测试真空度与元件电阻关系。另外,还做了真空下的ZnSnO_3元件对各种还原性气体的响应实验,实验结论:ZnSnO_3材料是一种优良的气敏传感器材料,做为酒敏元件,具有温度范围大,灵敏度高等优点,同时也是一种高温热敏材料,最佳工作温度为285～380℃在这段温度范围内,零点温度漂移最小。     

有机玻璃敏感膜氯化氢气体传感器的研究

研究了石英压电晶体有机玻璃敏感膜，测定氯化氢气体的化学传感器，可获得良好的线性响应及其气敏特性，传感器测定氯化氢气体在１×１０－６～１８．５×１０－６的范围内呈良好线性，传感器稳定性好，其它气体的干扰少，进一步研究，可用于现场监测．     

基于电化学原理的半导体气体传感器检测技术

本文介绍了一种新的半导体气体传感器的检测方法,在实验室构建了一个判别气体的测试系统,与传统测试方法不同的是,新方法的加在传感器膜上的激励源是变化的,它是用电化学工作站作为传感器膜上的激励源,采用电压/电流激励的方式进行测试,通过大量实验,证明该方法是一种有效的检测气体的手段.     

基于高灵敏度电化学传感器的有害气体检测系统设计

针对低浓度有害气体实时监测的问题,采用高精度电化学气体传感器,设计了用于检测低浓度CO、NO₂的环境有害气体检测系统,将卡尔曼滤波与小波滤波相结合对存在噪声的微小信号进行提取,并将嵌入式技术与Web技术相结合构建了实时低浓度CO、NO₂的有害气体检测系统。通过研究电化学气体传感器特性,设计了恒电位操作电路和nA级电流检测电路。针对标定过程中存在有害气体污染等问题,设计了更加安全的标定实验。所设计系统实现了10^-6级电化学传感器的驱动、检测、信号处理远传和网络查看监控数据等功能,检测系统具有良好的精度和友好的用户界面。     

基于空芯光子晶体光纤的反射式气体传感器

以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针对空芯PCF与单模光纤耦合困难、气体填充时间长的问题,设计了集密封、固定及连接于一体的机械耦合装置作为测量气室.最后,以乙炔气体为例,测试了该系统的传感特性,体积分数分辨力可达0.02%,最大相对误差为1.39%.该技术将进一步推动PCF在气体传感中的应用,并为其在实际气体浓度测量中的应用提供了理论和实验基础.