TiO2修饰的QCM气敏传感器及湿度影响研究.pdf

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1、第24卷第4期传感技术学报Vo1.24No.4CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2011年4月Apr.2011APANI/TiO2-BasedQCMGasSensorwithHumidityInfluenceStudyFUJun,LIGuang,XINGJianguo,1.CollegeofComputerSc~twe&InformationEngineering,ZhefiangGongshangUniversity,Hangzhou310018,China;、\2.StateKeyLaboratoryofIndustrialControlTechnol

2、ogy,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China,Abstract:Trimethylaminedetectionbyusinggassensorsisverymeaningfulintheareaoffoodinspectionandenvi—ronmentmonitoring.Inthoseapplicationoccasions,however,howtocompensateorcalibratetheusually—inevitablehumidityinfluencebecameanimportantissueinbothsensordesig

3、nandapplicationphase.TheresponsebehaviorofaQCMgassensorbasedonpolyaniline/

4、ri02compositetotrimethylamineatdifferenthumidityatmospherewasstud—ied.Theresultsshowedverylinearsensitivityinallthoseconditions,andalsoindicatedapatternofsensordriftduetohumidity.Amathematicalresponsemodelwithdifferentconcen

5、trationandhumiditywasbuiltbyusingmultiplenonlinearregressionmethod,andthismodelwasalsousedforcalibratinghumidityinfluence,resultinginasignifi—cantincreasingofaccuracyforconcentrationpredicting.Keywords:gassensor;QCM;conductingpolymer;sensordrift;humidityinfluenceEEACC:0550;7230L;7320Tdoi:10.3969/j.

6、issn.1004-1699.2011.04.002聚苯胺/TiO2修饰的QCM气敏传感器及湿度影响研究术傅均,李光,邢建国,1.浙江工商大学计算机与信息工程学院,杭州310018;、\2.浙江大学工业控制技术国家重点实验室,杭州310027/摘要:用气敏传感器检测j甲胺在食品检验和环境监测等领域具有广泛意义,而湿度影响在这些实际应用中通常尤法避免,如何补偿和校正湿度干扰是传感器设计和使用中的重要课题。考察了一种以聚苯胺/TiO复合材料为敏感膜的QCM气敏传感器在干燥和不同湿度气氛中对三甲胺气体的响应特性,结果表明均呈现出良好的线性敏感性。发现了在湿度干扰下的传感器漂移规律,并通过多元非线性

7、回归方法建立了一定浓度和湿度下的响应数学模型,计算表明用该模型可较大地提高湿度干扰下浓度估算的准确度。关键词:气敏传感器;QCM;导电聚合物;传感器漂移;湿度影响中图分类号:TP212.2文献标识码:A文章编号:1004-1699(2011)04-0475-05随着人们对环境和健康的重视,气体检测技术石英晶体微天平(QuartzCrystalMicrobalance,日益受到科技界的广泛关注。它们大致分为现代分QCM)是利用其表面的敏感材料吸附气体引起质量析仪器法和气敏传感器法,前者包括光谱、色谱一质变化而导致共振频率改变的原理来检测气体浓度的谱联用、毛细管电泳和核磁共振等,尽管准确性和选一

8、类气敏传感器。因为其灵敏度高、响应时间快以择性较高,但存在价格昂贵、操作复杂、分析费时等及常温工作等优点,已成为气敏传感器研究的热点不足,一般只适合在实验室或分析中心使用;而后者之一。QCM气敏传感器的响应特性主要取决于其可以弥补这些劣势,尤其是与人T智能相结合应用表面敏感膜的物理结构和化学性质,目前各种各样到电子鼻系统,进一步增强了检测能力,扩大了发展的敏感膜被引人QCM中,包括有机聚合物、碳纳空间米管、沸

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