AlN陶瓷微熱板NO2氣體傳感器及其檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、NO2氣體不僅是導(dǎo)致環(huán)境污染最為主要的污染源之一，而且它還是?；钒踩珯z測(cè)中最重要的檢測(cè)氣體之一。它對(duì)人體的傷害極大，即使在短時(shí)間接觸，也會(huì)導(dǎo)致一系列的病狀，其安全存儲(chǔ)和運(yùn)輸問(wèn)題和對(duì)其有效而精準(zhǔn)的檢測(cè)就顯得尤為重要。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文在現(xiàn)有硅基傳感器和陶瓷微熱板的研究基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)一種AlN陶瓷微熱板NO2氣體傳感器。該傳感器采用磁控濺射技術(shù)、柔性機(jī)械剝離工藝和激光刻蝕工藝方法研究制備，傳感器平面尺寸為3.2×2.0mm，

2、襯底厚度為0.2mm，在加熱區(qū)域四周還設(shè)計(jì)有四個(gè)熱隔離孔，以實(shí)現(xiàn)減小加熱區(qū)域的熱梯度分布和提升溫度效率的目的。利用ANSYS有限元熱仿真工具進(jìn)行熱結(jié)構(gòu)仿真分析和熱響應(yīng)測(cè)試分析，驗(yàn)證熱隔離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。
　　為探究所制備的微熱板NO2氣體傳感器最佳的工作狀態(tài)，在150-300mW范圍內(nèi)，對(duì)傳感器進(jìn)行不同加熱功耗下的氣敏測(cè)試。經(jīng)對(duì)所得數(shù)據(jù)對(duì)比分析可知，傳感器的加熱功耗在150-200mW時(shí)工作性能最佳，且響應(yīng)速率小于60s，恢復(fù)時(shí)

3、間在100s左右，可實(shí)現(xiàn)5ppm-100ppm濃度的NO2氣體良好檢測(cè)功能。選取傳感器的加熱功耗為200mW，并據(jù)此研究搭建NO2氣體檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)可分為硬件和軟件兩大部分。其核心處理器采用STM32處理器，同時(shí)利用Keil開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)檢測(cè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，系統(tǒng)的通信方式為ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸方式，上位機(jī)界面采用VS軟件中的MFC開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、存儲(chǔ)和報(bào)警功能。
　　最后，本研究課題對(duì)NO2氣體檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)