基于聚苯胺和聚苯乙烯磺酸復(fù)合組裝薄膜的氨敏傳感器的研究與系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、作為一種重要的化工材料，氨氣在如今的生產(chǎn)生活中有著不可替代的作用，同時(shí)氨氣又是一種有毒、易燃易爆的氣體，在畜牧業(yè)中氨氣也是一種公認(rèn)的應(yīng)激源，高濃度的氨氣會(huì)對(duì)家畜動(dòng)物等造成直接的危害，因此對(duì)周圍環(huán)境中氨氣含量的監(jiān)測(cè)就愈發(fā)顯得重要。傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體氨氣傳感器往往選擇性差、體積大、需要較高的溫度才能工作而且傳感器的響應(yīng)時(shí)間也偏長(zhǎng)。因而響應(yīng)速度快、體積小、功耗低和輸出穩(wěn)定的氨氣傳感器就成為了當(dāng)今氨氣傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向。
　　聚苯胺是

2、一種制備簡(jiǎn)單、性質(zhì)穩(wěn)定、有著各種不同結(jié)構(gòu)以及具有可摻雜特性的高分子材料。用質(zhì)子酸把本征態(tài)的聚苯胺摻雜后，聚苯胺會(huì)從絕緣體變成具有較好導(dǎo)電能力的導(dǎo)體。本文從聚苯胺的性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)出發(fā)，簡(jiǎn)單列舉分析了摻雜態(tài)聚苯胺的三種導(dǎo)電模型。通過(guò)化學(xué)氧化聚合合成的方法，從苯胺單體出發(fā)來(lái)制作了摻雜態(tài)的導(dǎo)電聚苯胺，而且整個(gè)制作過(guò)程簡(jiǎn)單，得到的聚苯胺溶液分散性較好。
　　通過(guò)復(fù)合組裝的方法，以摻雜態(tài)的聚苯胺和分子量大且同時(shí)帶有大量的電荷基團(tuán)的聚苯乙烯磺酸

3、作為聚電解質(zhì)材料，在叉指電極上復(fù)合組裝了具有不同層數(shù)的聚苯胺和聚苯乙烯磺酸復(fù)合薄膜。通過(guò)電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)通過(guò)復(fù)合組裝得到的敏感膜和滴涂的純聚苯胺比起來(lái)，具有較好的覆蓋性和均勻度，并分析了具有不同層數(shù)的復(fù)合薄膜的傳感器對(duì)氨氣的響應(yīng)和恢復(fù)特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在30 ppm到300 ppm的氨氣濃度范圍內(nèi)，傳感器對(duì)氨氣都有著比較好的響應(yīng)和恢復(fù)特性，傳感器對(duì)氨氣的響應(yīng)還表現(xiàn)出了較好的重復(fù)性和線性特性，同時(shí)傳感器對(duì)氨氣也有著較好的選擇性。

4、>　　以制作的氨氣傳感器和FPGA為核心，搭建了一個(gè)能實(shí)時(shí)檢測(cè)周圍環(huán)境中氨氣濃度的傳感器系統(tǒng)。文章中以方波發(fā)生電路為基礎(chǔ)，把傳感器對(duì)氨氣濃度變化時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的電阻變化特性轉(zhuǎn)換成了方波頻率的變化。再通過(guò)信號(hào)整形電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理整形，最后送入FPGA中進(jìn)行處理。還對(duì)整個(gè)傳感器系統(tǒng)的外圍硬件電路做了分析和設(shè)計(jì)，同時(shí)詳細(xì)介紹了基于NiosⅡ的傳感器系統(tǒng)的軟件部分的搭建，對(duì)其執(zhí)行過(guò)程做了一定的分析。
　　通過(guò)文章中介紹的實(shí)驗(yàn)裝置得到了傳感器