微型氫氣傳感器的研究與實(shí)驗(yàn).pdf

1、氫氣具有燃燒效率高、燃燒后產(chǎn)物只有水，無(wú)污染、可再生、易制備、質(zhì)量輕、可利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但是它在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用方面，卻也存在著很大的安全隱患，因此對(duì)氫氣泄露進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)和預(yù)警就顯得極為重要，氣體傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)的核心。目前氣體傳感器存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一致性差，可靠性差及功耗大等問(wèn)題。
　　針對(duì)上述問(wèn)題在此設(shè)計(jì)并制作一種微型陶瓷基板氣體傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣的檢測(cè)，并對(duì)該傳感器性能進(jìn)行系統(tǒng)分析。其中主要做了以下研究?jī)?nèi)容：

2、　　設(shè)計(jì)出微型氫氣傳感器的結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行有限元分析，通過(guò)有限元分析軟件 Ansys Workbench15.0對(duì)傳感器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，闡述氣體傳感器工作時(shí)熱傳導(dǎo)的三種方式，建立傳感器熱傳導(dǎo)模型，對(duì)傳感器進(jìn)行溫度場(chǎng)及熱應(yīng)力場(chǎng)分析，驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的傳感器工作時(shí)溫度分布均勻，熱應(yīng)力在要求范圍內(nèi)。
　　研究微型氫氣傳感器的制作工藝及關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)磁控濺射及光刻剝離工藝制作出金屬電極，采用溶-凝膠法制備二氧化錫敏感材料，利用激光微加工技術(shù)對(duì)傳感

3、器進(jìn)行調(diào)阻及切割，同時(shí)對(duì)測(cè)試氣體濃度的電路進(jìn)行設(shè)計(jì)及標(biāo)定，并對(duì)傳感器進(jìn)行焊燒封裝，完成傳感器的制造。
　　搭建傳感器性能測(cè)試平臺(tái)，并對(duì)傳感器測(cè)試環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，為滿足后續(xù)的傳感器性能綜合測(cè)試奠定基礎(chǔ)。
　　測(cè)試所制作傳感器的綜合性能，試驗(yàn)結(jié)果表明傳感器的量程為500-5000ppm，響應(yīng)-恢復(fù)時(shí)間為別為8秒和7秒，傳感器的重復(fù)性為4.75％，一致性誤差為4.96%，并且通過(guò)60天的穩(wěn)定性測(cè)試，穩(wěn)定性誤差為11%，表明所設(shè)計(jì)的傳