AlN陶瓷微熱板NO2氣體傳感器及其檢測系統(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測中最重要的檢測氣體之一。它對人體的傷害極大，即使在短時間接觸，也會導(dǎo)致一系列的病狀，其安全存儲和運輸問題和對其有效而精準(zhǔn)的檢測就顯得尤為重要。
　　針對上述問題，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)計有四個熱隔離孔，以實現(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)測試分析，驗證熱隔離結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。
　　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)，對傳感器進(jìn)行不同加熱功耗下的氣敏測試。經(jīng)對所得數(shù)據(jù)對比分析可知，傳感器的加熱功耗在150-200mW時工作性能最佳，且響應(yīng)速率小于60s，恢復(fù)時

3、間在100s左右，可實現(xiàn)5ppm-100ppm濃度的NO2氣體良好檢測功能。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，同時利用Keil開發(fā)設(shè)計檢測設(shè)備的驅(qū)動程序，系統(tǒng)的通信方式為ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸方式，上位機(jī)界面采用VS軟件中的MFC開發(fā)平臺設(shè)計，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時顯示、存儲和報警功能。
　　最后，本研究課題對NO2氣體檢測系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)