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基本信息
- 項目名稱：
- 對二氧化碳敏感的氣敏元件的改進
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 氣體傳感器是一種能感受氣體的成份、濃度等信息并將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。對于可造成溫室效應(yīng)的氣體二氧化碳，如果不加以警戒將引起全球性的水災(zāi)。 基于此我們研究了對二氧化碳敏感的氣體傳感器，相比于現(xiàn)在市面上的二氧化碳氣體傳感器，我們的成品又有了新的突破。
- 詳細介紹：
- 現(xiàn)今在生產(chǎn)過程中頻發(fā)氣體泄漏事故，這種情況極易造成爆炸和火災(zāi)，導(dǎo)致人員傷亡、生產(chǎn)停產(chǎn)和財產(chǎn)損失，生活空間和環(huán)境污染，基于此，我們研制了氣體傳感器，以便及時準(zhǔn)確的檢測并控制環(huán)境中的各種有毒有害的氣體。 本研究采用工藝簡單的化學(xué)沉淀法，用可溶性無機鹽制備出了二氧化錫納米粉體，降低了成本，減少了有機溶劑的污染。SnO2材料屬于N型半導(dǎo)體，當(dāng)它們與還原性氣體相遇時，電阻減小；而接觸氧化性氣體時，電阻則增大，根據(jù)阻值變化可計算傳感器對該氣體的靈敏度。在SnO2中摻雜金屬可以改善傳感器的氣敏性能，本文摻雜了銅來改善傳感器的氣敏性能。試驗發(fā)現(xiàn)，摻雜摩爾濃度為4%硫酸銅的SnO2氣體傳感器的性能最優(yōu)，增加了對CO2氣體的選擇性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：開發(fā)出耗能低、靈敏度高、成本低的傳感器，以便更好推廣普及和應(yīng)用。 基本思路：以市場為導(dǎo)向,以現(xiàn)代化需求和人民生命財產(chǎn)安全為目標(biāo),發(fā)展和完善氣敏元件傳感器的綜合應(yīng)用技術(shù)。 創(chuàng)新點：在二氧化錫傳感器中摻雜銅，提高了傳感器對二氧化碳的靈敏度。 技術(shù)關(guān)鍵：氣敏漿料的配制、管芯涂敷以及管芯燒結(jié)的溫度和時間。 主要技術(shù)指標(biāo)：靈敏度在0-1000ppm，工作電壓在5±0.1v，恢復(fù)時間＜20s
科學(xué)性、先進性
- 作品的先進性：在二氧化錫氣體氣敏元件中摻雜銅之后，明顯地降低了被測氣體化學(xué)吸附的活化能，有效提高元件的靈敏度和縮短了恢復(fù)時間?，F(xiàn)有產(chǎn)品的靈敏度大都在0-30000ppm，恢復(fù)時間在30S左右，我們的產(chǎn)品靈敏度在0-1000ppm，恢復(fù)時間小于20s。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：在RQ-2型氣敏元件特性測試系統(tǒng)上對元件的氣敏性能進行測試，采用靜態(tài)配氣法，通過調(diào)節(jié)加熱電壓來控制氣敏元件的工作溫度，進而測出靈敏度。 其特點和優(yōu)勢為：靈敏度高,選擇性好,低濃度輸出線性好,操作簡便，成本低。 適應(yīng)范圍及推廣前景：該氣體傳感器主要用于檢測室內(nèi)空氣中二氧化碳的濃度。目前我國生產(chǎn)這類氣體傳感器的技術(shù)尚不成熟，主要依靠進口，隨著環(huán)保要求的提高,其需求量將迅速增加。
同類課題研究水平概述
- 國外，目前應(yīng)用最廣泛的是可燃性氣體氣敏元件傳感器，已普及應(yīng)用于氣體泄漏檢測和監(jiān)控，從工廠企業(yè)到居民家庭，應(yīng)用十分廣泛。僅以用于安全保護家用燃氣泄漏報警器為例，日本早在1980年1月開始實行安裝城市煤氣、液化石油氣報警器法規(guī)，1986年5月日本通產(chǎn)省又實施了安全器具普及促進基本方針。工業(yè)用固定式報警又有壁掛式、臺放式、單臺監(jiān)控式、多路巡檢式等。氣體檢測技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了智能化、多功能化。美國國際傳感器技術(shù)（IST）公司應(yīng)用一種“MegaCas"傳感器和微程序控制單元，可檢測100種以上毒性氣體和可燃性氣體，通過其“氣體檢索”功能掃描，能很快確定是哪一種氣體。并且，加熱電壓、檢出限、響應(yīng)時間與恢復(fù)時間都相對較低。 國內(nèi)，氣敏元件傳感器作為新型敏感元件傳感器在國家列為重點支持發(fā)展的情況下，國內(nèi)已有一定的基礎(chǔ)。其現(xiàn)狀是：燒結(jié)型氣敏元件仍是生產(chǎn)的主流，占總量90％以上；對于型號為KGS-20的低功耗礦用瓦斯氣體傳感器，耗能比較低，但靈敏度較差。而型號為MQK2的酒精傳感器，靈敏度較高，能測濃度為100ppm的酒精氣體，氮氣耗能較高。 總的看來，我國氣敏元件傳感器及其應(yīng)用技術(shù)有了較快進展，但與國外先進水平仍有較大的差距，主要是產(chǎn)品制造技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面的差距，與日本比較仍要落后10年。
