二氧化氮濃度檢測(cè)聲表面波傳感器的研究.pdf

1、作為一種主要的大氣污染物，二氧化氮(NO2)對(duì)人類和環(huán)境有嚴(yán)重的危害。聲表面波(SAW，Surface Acoustic Wave)傳感器技術(shù)的發(fā)展為研發(fā)高靈敏度、高穩(wěn)定性、響應(yīng)快速、小型化的二氧化氮傳感器提供了重要的技術(shù)儲(chǔ)備，本文致力于研究基于SAW傳感技術(shù)的高靈敏度二氧化氮傳感器。
　　首先，選擇雙端瑞利波諧振器件作為二氧化氮傳感單元。通過檢測(cè)傳感器頻率變化從而檢測(cè)二氧化氮濃度值的變化。為了使傳感器簡(jiǎn)單便攜，基于正反饋的原理，

2、設(shè)計(jì)了SAW器件的振蕩電路以及信號(hào)處理電路，并改善了傳感器振蕩電路的穩(wěn)定性使得傳感器在10000s內(nèi)頻率波動(dòng)為40Hz。
　　其次，選擇酞菁銅(CuPc)作為主要二氧化氮敏感材料。為增加傳感器在室溫下對(duì)二氧化氮的靈敏度，采用多壁碳納米管(MWNTs)以及納米金屬氧化物粒子對(duì)敏感材料進(jìn)行摻雜。研究了敏感膜的制備工藝并利用噴涂法在聲表面波器件上成功制備了納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的敏感薄膜。
　　再次，搭建傳感器的精密檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，能精確控制

3、環(huán)境變量，并實(shí)現(xiàn)傳感器輸出數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)。利用此實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，本文首先探研了溫度、濕度以及氣流量對(duì)傳感器輸出信號(hào)的影響規(guī)律。其次，在50℃工作溫度下，測(cè)試了不同敏感膜的聲表面波傳感器對(duì)二氧化氮?dú)怏w的響應(yīng)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到結(jié)論向CuPc/MWNTs敏感材料中摻雜金屬氧化物半導(dǎo)體ZnO和WO3能夠顯著提高傳感器對(duì)二氧化氮的靈敏度，傳感器對(duì)1-80ppm的二氧化氮表現(xiàn)出了較好的線性與可重復(fù)性，傳感器的靈敏度約為54.5Hz/ppm，傳