SnO-,2-甲醛氣體傳感器性能改善.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步及社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注室內(nèi)空氣污染對(duì)健康的影響情況，尤其是甲醛等VOC氣體對(duì)健康帶來(lái)的危害已經(jīng)引起廣泛的重視。對(duì)甲醛、甲苯等有毒有害氣體的低濃度檢測(cè)也成為當(dāng)今科學(xué)界的重要課題之一。本論文介紹了一種以SnO2為基材的旁熱式甲醛氣敏傳感器，并嘗試改善元件的靈敏度和選擇性。 介紹摻雜不同金屬氧化物和未摻雜的SnO2氣敏傳感器的制作過(guò)程，并對(duì)其基本的氣敏特性進(jìn)行了測(cè)試和比較。未摻雜SnO2氣敏元件對(duì)甲醛的靈敏度在加熱

2、電壓為4V時(shí)達(dá)到極大值，而摻雜后的元件在加熱電壓為3.5V時(shí)對(duì)甲醛的靈敏度達(dá)到最佳。摻雜后的氣敏元件對(duì)甲醛氣體的靈敏度有了較大提高，根據(jù)測(cè)試曲線排列出不同摻雜元素對(duì)SnO2氣敏元件靈敏度影響的高低順序?yàn)椋篜d＞Zr＞Ti＞Sb＞Cu＞Ag＞Mn，而摻雜有Pd和Zr的SnO2元件對(duì)50 ppm甲醛的靈敏度大于50，效果較為理想。 目前摻雜的幾種金屬都無(wú)法提高元件的選擇性，因此采用改進(jìn)型B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來(lái)改善氣敏元件的選擇性。改

3、進(jìn)后的B-P網(wǎng)絡(luò)為3層網(wǎng)絡(luò)，輸入層6個(gè)結(jié)點(diǎn)，隱形層8個(gè)結(jié)點(diǎn)，輸出層2個(gè)結(jié)點(diǎn)，并且可以在線調(diào)整學(xué)習(xí)速率η。輸入層為6個(gè)不同氣敏元件組成的傳感器陣列，對(duì)多種濃度的甲醛和乙醇混合氣體進(jìn)行初步響應(yīng)，得到近千組數(shù)據(jù)。B-P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用前面得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，直至網(wǎng)絡(luò)的樣本輸出誤差小于期望值。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)上便儲(chǔ)存了由這些傳感器的響應(yīng)信號(hào)重建混合氣體濃度的推理信息。使用訓(xùn)練過(guò)的B-P網(wǎng)絡(luò)對(duì)一些保留樣本進(jìn)行預(yù)測(cè)。網(wǎng)絡(luò)對(duì)混合氣體中濃度為50 ppm，1

4、00 ppm，200 ppm的甲醛進(jìn)行預(yù)測(cè)，輸出分別為56.7 ppm，111.6 ppm，214.2 ppm，誤差分別為13.4﹪，11.6﹪和7.1﹪。結(jié)果表明，使用這種方法可以成功地用現(xiàn)有選擇性較差的SnO2旁熱式甲醛氣敏元件，探測(cè)出甲醛乙醇混合氣體中的甲醛。 采用簡(jiǎn)單的IC模塊，如51單片機(jī)、ADC0809等實(shí)現(xiàn)了基于甲醛氣敏傳感器電壓輸出信號(hào)的無(wú)線傳輸電路，具有是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、損耗小、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。而自行編寫的基于VB語(yǔ)