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《基于电活性高分子声表面波CO气体传感器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第32卷第5期压电与声光Vo.l32No.52010年10月PIEZOELECTRICS&ACOUSTOOPTICSOct.2010文章编号:10042474(2010)05070904基于电活性高分子声表面波CO气体传感器研究张朋,陈明,何鹏举,马戎(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:为克服现有CO气体传感器精度低,工作温度高,成本高的缺点,对基于聚苯胺敏感膜的多层结构声表面波气体传感器进行了试验与理论研究,并推导了声表面波气体传感器的敏感作用公式。传感器采用声表面波双通道带延迟线的谐振器结构,将电活性高分子CO气体敏感材料(掺
2、杂有In2O3的聚苯胺)覆盖在一条延迟线路上形成敏感膜(0.5~1.2m)。将此声表面波CO气体传感器放在CO气体中在-40~+85范围内进行测试实验,实验结果显示,该声表面波CO传感器的敏感性好,敏感速度和恢复速度快,精度高。关键词:声表面波CO气体传感器;电活性高分子;聚苯胺;多层结构声表面波器件中图分类号:TN722文献标识码:AStudyonSurfaceAcousticWaveCOGasSensorBasedonElectroactivePolymersZHANGPeng,CHENMing,HEPengju,MARong(SchoolofAutomation
3、,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)Abstract:Surfaceacousticwave(SAW)gassensorsbasedonPAn(polyaniline)thinfilmwasstudiedexperimentallyandtheoreticallytoovercometheshortcomingoflowsensitivity,highworkingtemperatureandhighcostofthetraditionalCOgassensors.Thesensitivequotati
4、onwasalsoderived.Thedualpatharchitecturewasusedtodesignthesensor.TheIn2O3dopingpolyanilinelayerscoatedononeofthedelaylinehadthicknessfrom0.5mto1.2m.TheSAWCOgassensorwastestedoverarangeofoperatingtemperaturesbetween-40and85.ExperimentalresultshowedSAWCOgassensorhadthefeaturesoffastrespon
5、seandrecoverytime,goodrepeatabilityandhighsensitivity.Keywords:SAWCOgassensor;electroactivepolymers;polyaniline;layeredSAWdeviceCO是有毒、有害、易爆气体,由于CO与血液性高分子(主要有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等)作为[46]中的血红素的结合能力是氧的240倍,因此,当它进敏感膜的研究报道引起了人们的注意。由于聚入人体血液循环系统后,就会抑制血液中氧气的释苯胺不但具有优异的电学、光学和电化学特性及优放,从而导致头痛、耳鸣、呕吐、丧失记忆、甚至死亡
6、良的机械加工性能,尤其可通过掺杂的方法来改进等不同程度的伤害。因此,对生活,厂矿和工作环境其对气体的敏感选择性和灵敏度,现已用于测量多[78]种气体浓度的传感器中。本文研究了掺杂有中的CO体积分数实施准确而有效地检测与报警是In2O3微粒聚苯胺材料的SAWCO传感器。一个重要问题。目前达到实用化水准的CO气体传[13]1SAW气体传感器敏感机理感器主要分为金属氧化物半导体型、电化学电解质型两类。但因为金属氧化物半导体CO气体传感SAW传感器输入与输出叉指电极换能器(IDT)器工作温度较高,需要加热,很难在煤矿等环境下使间的延迟线是SAW传播的路径,也是SAW传感器用,而电
7、化学型CO气体传感器的成本较高,也不利的敏感部分。当SAW器件暴露在某种环境下,声波于商业开发。开发新型敏感材料、新型工作原理的的传播受环境因素(温度T、压力F、质量m、电磁场传感器是很有意义的。近年来,由于声表面波S等)的影响,将导致声波频率的变化,这些变化最(SAW)器件具有高精度、高可靠性和动态响应快的终体现在输出信号频率的差异:特点,SAW气体传感器发展迅速。其中,气体敏感f=fm(m)+fT(T)+fF(F)+膜是SAW气体传感器的重要部分,其特性与传感器fS(S)+
