基于微熱板的氣敏元件制備及其檢測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展，科技在進(jìn)步的同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題?？諝庵械母鞣N有毒有害、易燃易爆氣體，對人類的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。雖然人們早已開發(fā)出基于質(zhì)譜和能譜的檢測儀器，但這些儀器體積龐大價格昂貴，不利于普及推廣使用。微熱板式氣體傳感器具有尺寸小、功耗低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)，已成為氣體檢測分析的研究熱點(diǎn)。本文開展微熱板式氣體傳感器的制備及其檢測系統(tǒng)設(shè)計，以便研制體積小、成本低、易于攜帶的氣體分析檢測儀。
　　論文在對微熱板的結(jié)構(gòu)

2、及其加熱特性進(jìn)行分析測試的基礎(chǔ)上，利用電噴針液滴引導(dǎo)定位涂敷法，在100μm×100μm的微區(qū)域內(nèi)制備出氣敏元件，通過改變SnO2傳感器的制備工藝、器件工作條件及對材料的摻雜，分析了氣敏元件對乙醇?xì)怏w的響應(yīng)特性，并給出其相關(guān)的理論分析。依據(jù)微熱板式氣體傳感器的特性參數(shù)，設(shè)計出陣列式傳感器檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過采集每個氣體傳感器的電壓信號，得到氣敏元件阻值在被測氣體中的變化，進(jìn)而得到氣體傳感器的靈敏度等相關(guān)參數(shù)。硬件電路設(shè)計選用集A/D轉(zhuǎn)換

3、與控制于一體的MSP430F149單片機(jī)，將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過單片機(jī)處理后發(fā)送至串口，利用串口通信把電壓變化曲線顯示在PC機(jī)界面上，實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信。軟件設(shè)計中的主程序只對各功能函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，各功能函數(shù)具有通用性且便于移植。
　　分析測試結(jié)果表明，本文采用的液滴引導(dǎo)定位氣敏材料涂敷法，較好地解決了微區(qū)域內(nèi)的材料涂敷問題，氣敏材料與微熱板間的附著較牢固;通過改進(jìn)制備工藝及摻入不同雜質(zhì)，提高了氣體傳感