微型氫氣傳感器的研究與實驗.pdf

1、氫氣具有燃燒效率高、燃燒后產(chǎn)物只有水，無污染、可再生、易制備、質(zhì)量輕、可利用率高等優(yōu)點，但是它在生產(chǎn)、運輸、儲存和使用方面，卻也存在著很大的安全隱患，因此對氫氣泄露進行及時的監(jiān)測和預警就顯得極為重要，氣體傳感器是檢測系統(tǒng)的核心。目前氣體傳感器存在著結(jié)構(gòu)復雜，一致性差，可靠性差及功耗大等問題。
　　針對上述問題在此設計并制作一種微型陶瓷基板氣體傳感器，實現(xiàn)對氫氣的檢測，并對該傳感器性能進行系統(tǒng)分析。其中主要做了以下研究內(nèi)容：

2、　　設計出微型氫氣傳感器的結(jié)構(gòu)，并對其進行有限元分析，通過有限元分析軟件 Ansys Workbench15.0對傳感器結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，闡述氣體傳感器工作時熱傳導的三種方式，建立傳感器熱傳導模型，對傳感器進行溫度場及熱應力場分析，驗證所設計的傳感器工作時溫度分布均勻，熱應力在要求范圍內(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)對傳感

3、器進行調(diào)阻及切割，同時對測試氣體濃度的電路進行設計及標定，并對傳感器進行焊燒封裝，完成傳感器的制造。
　　搭建傳感器性能測試平臺，并對傳感器測試環(huán)境進行設定，為滿足后續(xù)的傳感器性能綜合測試奠定基礎。
　　測試所制作傳感器的綜合性能，試驗結(jié)果表明傳感器的量程為500-5000ppm，響應-恢復時間為別為8秒和7秒，傳感器的重復性為4.75％，一致性誤差為4.96%，并且通過60天的穩(wěn)定性測試，穩(wěn)定性誤差為11%，表明所設計的傳