基于SnO_2-In_2O_3复合纳米纤维的薄膜型甲醛传感器研究

采用双喷嘴静电纺丝技术制备了SnO2／In2O3复合纳米纤维，涂敷于带有金电极的氧化铝陶瓷管表面形成敏感薄膜，设计了一种新型薄膜型甲醛传感器。采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜、O2-程序升温脱附仪和X-射线光电子能谱（XPS）仪，表征了SnO2／In2O3纳米纤维的相组成和微观形貌，分析了敏感薄膜成分配比对甲醛吸附强度与电化学的影响机理。在气体传感器静态测试系统上，采用XEDWS-60A型气敏元件分析仪测试了甲醛传感器敏感特性、温度特性、湿度特性、动态响应、抗干扰和稳定性。结果表明，以S50纳米纤维为敏感薄膜（膜厚为240nm）的甲醛传感器，在温度为500℃，甲醛浓度为0．5～50mg／L时，传感器线性度和灵敏度最大值分别为96．8％和97．5％，承受的温度上限为1000℃，动态响应和恢复时间分别为23和12s。此传感器对CO、NO。甲苯、菲、丙酮和甲醇等气体具有良好的抗干扰性能。在汽车上连续使用12个月后，响应衰减了5．5％，响应正常时间为6．4个月。

In_2O_3基甲醛传感器的研制

以sol-gel法制备的In2O3纳米材料为基体,采用La2O3作为掺杂剂,研制出甲醛传感器。结果表明:La2O3的掺杂可以明显提高元件对甲醛的灵敏度,在工作温度为145℃,(甲醛)为10×10–6时,元件表现出4倍的灵敏度,通过4A分子筛的修饰提高了元件的选择性。在为期90d的追踪实验中发现元件的灵敏度变化小于10%,元件在(甲醛)为50×10–6时,响应、恢复时间分别为8s和30s。

MgO掺杂SnO2甲醛传感器的气敏性能

用MgO掺杂SnO2材料(SnO2/MgO)研制了旁热式甲醛传感器,采用紫外光激发的方式使传感器能在室温下工作.利用X射线衍射仪、热场发射扫描电镜、比表面积与孔隙率分析仪对SnO2和SnO2/MgO材料进行了物相组成、微观形貌的表征和比表面积的测定,并在不同退火温度、不同紫外光照射强度下对传感器进行了性能测试.结果表明:掺杂后的材料比表面积更大、吸附能力更强,当退火温度为650℃、紫外光照射强度为1.75 mW/cm^2时SnO2/MgO传感器的灵敏度最好.在以相同体积分数的O2、C2H6O作为干扰气体时,SnO2/MgO气敏传感器对甲醛具有良好的选择性.研究结果为探索高灵敏的甲醛检测新技术提供了参考.

外磁场诱导Ni-ZnO型甲醛传感器气敏性研究

结合NiO和四针状纳米ZnO的优点,提出了利用平行和垂直气敏膜的磁场诱导Ni纳米颗粒在四针状纳米ZnO气敏膜中的分布来制备甲醛气体传感器的方法。介绍了制备方法,分析了对甲醛的敏感性及其气敏性机理,测试了在不同使用方式中的稳定性。实验结果表明:平行于厚膜表面的磁诱导5%的Ni掺杂ZnO厚膜具有较好的稳定性,同时,对甲醛具有最佳的气敏性和检测的重复性,以其作为甲醛气体探测器具有很好的前景。

甲醛传感器在空调中的应用研究

电化学甲醛传感器的工作寿命和长期工作稳定性是制约甲醛传感器在家电领域推广应用的主要障碍。其中,如何改善甲醛传感器内部核心元件的长期工作稳定性是解决目前甲醛传感器寿命短和对外界恶劣环境抵抗能力差的关键问题。本研究开发了一种基于新型电解质和抗干扰催化剂配方的甲醛传感器,在空调应用场景模式下,针对性的进行模拟场景实验、抗酒精干扰实验和寿命实验。实验结果表明,本实验优化、设计的新型电解质和抗干扰的催化剂配方能够有效地改善传感器长期工作稳定性和工作寿命,提升甲醛传感器应对外部环境气体污染源的抗干扰性。本工作对拓宽电化学甲醛传感器在家电领域的应用具有重要的作用。

磺胺功能化SBA-15修饰的QCM气体传感器检测甲醛的研究

采用后合成方法设计合成了一种具有规则六方形貌、高度有序结构的磺胺功能化SBA-15气敏材料，对合成材料进行表征发现：磺胺功能化SBA-15保持着主体材料SBA-15的规则形貌，并制备成敏感膜涂覆于石英晶体微天平（Quartz crystal microbalance，QCM）表面构成QCM甲醛传感器。实验表明，由磺胺功能化SBA-15敏感膜修饰的QCM传感器对甲醛气体有快速可逆的响应（响应时间为5-10s，恢复时间为10-15s）、较好的重现性、较长的使用寿命，相对于甲醇、乙醇等VOCs，显示出较好的选择性。

一种基于传感器和光学器件的甲醛检测系统设计

设计了基于甲醛传感器的甲醛气体检测系统,包括电路硬件设计和软件设计。使用51单片机作为微控制器,外围电路包括供电电路、键盘、串口通信电路、LCD显示电路等,以甲醛传感器作为气敏元件,设计的检测系统可以用于室内实时甲醛气体检测应用。

基于硅桥的新型甲醛气体传感器的研究

提出了一种基于高分子薄膜溶胀效应的新型MEMS压阻式甲醛气体传感器,其结构由嵌入惠斯通电桥的硅桥和一层改性丙烯酸酯气敏薄膜构成,敏感薄膜因吸收甲醛气体发生溶胀使硅桥上的惠斯通电桥产生输出电压,从而实现对甲醛气体的检测。基于弹性力学薄板原理构建了该气体传感器中硅桥与改性丙烯酸酯薄膜相互作用的模型,并推导出传感器的输出公式。实验结果验证了理论分析模型,实验结果表明该传感器有很好的线性,选择性。实验测得该传感器灵敏度为0.975×106ecr,分辨率为10×10-6,响应时间和恢复时间分别为50 s和65 s。该传感器结构简单、无须加热,工艺成熟、成本低,应用MEMS工艺技术可实现与信号处理电路的集成。

甲醛气体传感器研究进展

甲醛是室内主要气体污染物之一,严重危害人类身体健康。因此,开发高灵敏度和选择性的甲醛传感器显得非常重要。综述了近年来甲醛气体传感器的研究进展,从甲醛气体传感器敏感材料的制备、传感性能和存在的问题等方面进行了讨论,并指出了甲醛气体传感器的发展趋势。

空气质量传感器在室内甲醛和TVOC浓度监测中的应用研究

当前室内装修引起的室内甲醛、总挥发性有机化合物(TVOC)等化学污染物超标问题屡见不鲜。传统的实验检测方法不仅成本高、周期长,而且无法实时在线监测,因此,采用空气质量传感器监测室内甲醛和TVOC浓度显得尤为重要。但是市面上的空气质量传感器根据工作原理不同性能指标各不相同,即便是相同工作原理的传感器,其灵敏度、精确度、稳定性等也会有差异。综上所述,该文选取市售不同品牌的空气质量传感器,通过实验测试研究其在甲醛和TVOC浓度监测中的应用性能。结果表明:(1)当室内空气中甲醛浓度不低于0.04mg/m^(3)时,所选市售甲醛传感器的测试结果准确性良好,可作为甲醛浓度超标和空气净化设备运行调整的参考依据;(2)所选市售TVOC传感器的测试结果与真实值之间的误差较大,检测结果无法准确反应室内空气中TVOC浓度的真实水平,也不能作为室内TVOC浓度超标和空气净化设备运行调整的依据。

基于不同金属氧化物的甲醛气体传感器的研究进展

甲醛是一种致癌、致基因突变的有毒污染物,会对人类的身体健康造成严重威胁。近年来,甲醛监测技术不断创新,基于SnO_(2)、In_(2)O_(3)、ZnO等金属氧化物的甲醛传感器,因其响应快、工作稳定、成本低、制造简单等优点而得到广泛的研究与关注。综述了近些年基于不同金属氧化物的甲醛气体传感器的发展现状,讨论了不同传感器的制备方法、感应性能及存在问题,并展望了金属氧化物甲醛传感器的发展趋势,为将来甲醛传感器的研制提供了思路。

基于STM32的甲醛浓度检测仪的设计与实现

随着人们生活水平的提高,房屋的装修成为了居家所需,然而装修材料中散发出的有毒气体尤其是甲醛会对人们的身体健康产生极其不良的影响。为了避免甲醛对人体健康的侵害,本文开发了一款基于STM32单片机的甲醛浓度检测仪器。本设计应用GSM短信模块与户主保持联系,甲醛传感器的数值由LCD液晶显示屏显示,当房间里的甲醛浓度达到一定值时,蜂鸣器发出报警,同时显示当前浓度值,本设计的实现为人们的健康安全生活带来了极大的便利。

基于Pd-Ni/Si Nanowires电极室内甲醛实时监测处理装置

研究设计一种室内甲醛气体实时监测和处理一体化装置。首先,通过电化学方法刻蚀大面积硅纳米线阵列并通过无电镀技术制备镍/硅纳米线(Ni/Si Nanowires)和钯-镍/硅纳米线(Pd-Ni/Si Nanowires)阵列电极,Pd-Ni/Si Nanowires阵列电极对甲醛有很强电化学催化氧化作用,以其为电化学甲醛传感器工作阳极,以Ni/Si Nanowires阵列为对电极,Ag/AgCl为参考电极,循环伏安技术测试结果显示该传感器对甲醛浓度灵敏度高达0.265 mA/(mmol/L),三倍信噪比检测限为2μmol/L。其次,利用STC12C5410AD单片机产生三角波扫描电压模拟循环伏安原理,可利用回路中因催化氧化产生的峰电流值来监测室内甲醛浓度,并进一步通过恒压电催化将甲醛处理。该设计方案新颖、成本低廉、便于携带,具有较大实际应用价值。

基于AT89C52的便携式甲醛检测仪设计

为了能够准确测量室内和一些特殊环境甲醛浓度,以单片机AT89C52为主控核心,采用电化学CH2O甲醛传感器为数据采集模块,设计了一种用于室内及一些特殊环境中甲醛浓度检测装置。

基于单片机的室内甲醛测试系统的设计

本文是利用单片机来实现的室内甲醛浓度的测试,设计的总体思路是接收信号-信号转换-数据采集-存储-显示。首先是利用甲醛传感器将气体转换为电信号。当空气被其内部的采样系统吸收后,产生一个与甲醛浓度成正比的电流,此电流经过甲醛模块的信号调理,经电流电压转换器RCV420转换成0～5V的电压,该电压经过模数转换器5G14433进行数据采集,将模拟信号转换成数字信号,然后与8051单片机相连,将转换后的结果存储在单片机中,显示器上直接显示测试结果,即甲醛浓度。本设计基本实现了单片机控制电路,传感器输出范围要明确以及手动复位等知识点要求,总体设计具有测量精度高、功能全、使用方便等特点。

室内空气甲醛气体实时检测设计

本文研究了一种便携式室内甲醛气体实时检测系统。该系统以AT89S51单片机为核心,选用专用的甲醛传感器并设计了采集通道,通讯方式采用RS232串口,控制面板用LabVIEW开发,最后在控制面板上显示甲醛气体浓度曲线。

基于C8051F020单片机的甲醛污染仿生鼻监控系统

针对现存的室内甲醛检测系统对低浓度强干扰的工作环境下,检测方法不够准确,甲醛含量测量误差大的问题,提出一种基于C8051F020单片机配合气敏传感器的室内甲醛污染仿生鼻检测系统的设计方法;硬件设计采用核心C8051F020芯片作为信号处理终端,配合使用两电极扩散型甲醛传感器对室内甲醛的含量进行检测,配合补偿电路对信号分析数据挖掘。软件设计中直接读出室内甲醛的含量数据,运用条件概率的软件设计方法,克服传统的化学方法人工痕迹较重,测量精度不高的缺陷。实验结果证明,该系统能在不同的不同大小的室内对甲醛含量进行准确、全面的测量,精度达到87%。

基于Android系统的甲醛自动测量仪

设计了一款快速高精度的甲醛自动测量仪.测量仪通过电化学甲醛传感器获取质量浓度信息,利用STM32单片机进行数据处理、储存.通过OLED模块显示质量浓度信息,另外开发了基于Android平台的监控软件系统,可实时显示当前质量浓度信息及历史数据.对该仪器的测量精度进行了测试,并与化学试剂检测结果进行精度对比分析,以验证该系统测量的准确性.在此基础上进行了两组封闭环境下甲醛质量浓度变化检测实验,结果表明,该甲醛自动监测仪具有操作界面简洁、精准度高、反应时间快等优点,能够远程检测甲醛质量浓度信息,具有一定的使用价值.

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点,设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路,该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0.3μV,降低了甲醛测试系统检测限,提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统,实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg/L.

低功耗室内甲醛监测仪的设计

为实现对室内甲醛气体浓度的监测,设计了一种由单片机控制的低功耗甲醛监测仪。系统采用飞思卡尔针对低成本应用领域开发的8位单片机MC9RS08LE4对微电流放大器采集的甲醛信号进行处理。为了提高测量精度,利用分段线性插值的方法对数据进行校正。该监测仪器具有体积小、检测方便及操作简单的特点,可以广泛的应用到室内空气中甲醛含量的监测。