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基于陶瓷微热板的高温气体传感器研究

光电子．激光 2011年第7期22卷 976-979页

作者：薛严冰唐祯安大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028 大连理工大学电子科学与技术学院辽宁大连116024

针对目前商用陶瓷气体传感器功耗大、封装困难等缺点,提出一种陶瓷微加工微热板式气体传感器的结构和无内引线封装的方式。通过光刻剥离的方法,在氧化铝陶瓷基底上制作出Pt微加热器及接触电极。采用激光微细加工技术,制作出不同结构参... 详细信息

针对目前商用陶瓷气体传感器功耗大、封装困难等缺点,提出一种陶瓷微加工微热板式气体传感器的结构和无内引线封装的方式。通过光刻剥离的方法,在氧化铝陶瓷基底上制作出Pt微加热器及接触电极。采用激光微细加工技术,制作出不同结构参数的陶瓷微热板器件。从温度同加热功率的关系、热响应时间和微加热器稳定性等方面对微热板进行了测试和评价。结果表明,陶瓷微热板具有较低功耗和高温工作的优势,可稳定工作的温度达到600℃。作为热板的高温应用之一,研制了CH4气体传感器,在500℃的工作条件下,对CH4气有很好响应灵敏度,且对CO干扰气体基本无响应。

关键词：陶瓷微热板激光微加工气体传感器灵敏度

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陶瓷微热板阵列式可燃气体传感器

光学精密工程 2012年第10期20卷 2200-2206页

作者：薛严冰唐祯安大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028 大连理工大学电子科学与技术学院辽宁大连116024

设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100... 详细信息

设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100μm,桥宽度为2mm的微结构,并对结构的加热功率-温度关系进行了测试。结果表明:热板具有较好的高温稳定性,1.5W加热功率可使板上平均温度达到630℃。将桥式微热板作为阵列传感器的加热平台,Pd掺杂原子数百分比为0.2%和10%的SnO2纳米材料分别作为阵列中两只传感器的敏感膜材料,设计并制作了阵列式气体传感器。传感器在恒电压加热方式下可实现CO或CH4单一模式气体检测;阵列传感器在高、低温脉冲电压加热模式下可实现对CO和CH4两种混合气体的定量检测。

关键词：陶瓷微热板气体阵列传感器一氧化碳甲烷工作温度

CO在SnO2(110)面吸附特性的密度泛函研究

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高等学校化学学报 2009年第3期30卷 583-587页

作者：薛严冰唐祯安大连理工大学电子与信息工程学院大连116024 大连交通大学电气信息学院大连116028

根据密度泛函理论,采用广义密度近似和总体能量平面波赝势方法,以6层Slab周期结构为模型,计算了CO以4种不同方式在SnO2(110)表面的吸附,研究了CO吸附对表面特性的影响.计算结果表明,CO以C端向下在低配位Sn5C位置的顶位吸附为稳定的吸附... 详细信息

根据密度泛函理论,采用广义密度近似和总体能量平面波赝势方法,以6层Slab周期结构为模型,计算了CO以4种不同方式在SnO2(110)表面的吸附,研究了CO吸附对表面特性的影响.计算结果表明,CO以C端向下在低配位Sn5C位置的顶位吸附为稳定的吸附方式,该吸附对表面的驰豫现象有所改善.CO吸附并未明显改变表面电子态密度分布,但造成了费米能1.06 eV的升高.吸附后CO分子向表面转移了0.07个电子,使表面电阻下降.理论计算的结果支持了气体传感器气敏机理中的表面电导模型.

关键词：气体传感器吸附密度泛函理论态密度

温湿度对SnO_2基CO气体传感器敏感特性的影响

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传感技术学报 2011年第6期24卷 793-798页

作者：薛严冰唐祯安大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028 大连理工大学电子科学与技术学院辽宁大连116024

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉体及Pd掺杂浓度比分别为0.2 mol%、2 mol%1、0 mol%的三种掺杂粉体。以制得的粉体作为敏感材料,制成陶瓷微热板式CO气体传感器。在自行搭建的气体测试平台上,测试了各传感器在不同环境温湿度条件下对CO... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉体及Pd掺杂浓度比分别为0.2 mol%、2 mol%1、0 mol%的三种掺杂粉体。以制得的粉体作为敏感材料,制成陶瓷微热板式CO气体传感器。在自行搭建的气体测试平台上,测试了各传感器在不同环境温湿度条件下对CO的响应,研究了Pd掺杂浓度对传感器湿度稳定性的影响,探讨了湿度影响传感器灵敏度的机理。实验结果表明:0.2 mol%Pd掺杂器件在不同湿度条件下灵敏度离散度由掺杂前的20.5%降低至8.63%,有效提高了传感器的湿度稳定性。10 mol%Pd掺杂器件在湿度大于50%相对湿度时,对20×10-6 CO出现反常响应,在还原气体CO出现时气敏膜电导减小。

关键词： CO气体传感器环境温湿度气敏特性 Pd掺杂SnO2 掺杂浓度

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基于ELC谐振器的湿度传感器

传感技术学报 2017年第3期30卷 341-347页

作者：薛严冰孟影宋智大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028

LC谐振式湿度传感器因无源无线,可极大拓展传感器应用范围,已成为湿度传感器的研究热点之一。将超常媒质(metamaterials)应用在谐振器的结构选择上,解决了传统LC谐振式传感器尺寸过大,灵敏度较低的问题。湿度传感器由电耦合LC谐振器(EL... 详细信息

LC谐振式湿度传感器因无源无线,可极大拓展传感器应用范围,已成为湿度传感器的研究热点之一。将超常媒质(metamaterials)应用在谐振器的结构选择上,解决了传统LC谐振式传感器尺寸过大,灵敏度较低的问题。湿度传感器由电耦合LC谐振器(ELC谐振器)和聚乙烯醇(PVA)敏感薄膜构成。首先利用电磁仿真软件,分析ELC谐振器主要结构参数对谐振特性的影响,设计和制作谐振频率为2.45 GHz的谐振器,品质因数达到302。然后通过滴涂法将制备好的感湿材料聚乙烯醇溶液涂敷在ELC谐振器表面制作湿度传感器,并进行了湿度敏感测试。实验结果显示:ELC谐振器在全频段内磁导率均为正,在频段2.19 GHz^2.98 GHz内介电常数为负,具有超常媒质特性;湿度传感器在相对湿度35%RH^88%RH范围内,谐振频率共偏移69.875 M,且在83%~88%RH湿度范围内感湿灵敏度η达到71.5 MHz/%RH。研究表明ELC谐振器因超常媒质特性实现了结构小型化,且由于品质因数较高改善了湿度灵敏度。

关键词：湿度传感器超常媒质 ELC谐振器 PVA薄膜

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无芯片RFID湿度传感器

仪器仪表学报 2019年第1期40卷 125-131页

作者：王思睿薛严冰宋智孟影大连交通大学电气信息工程学院大连116028

为实现物流包装的身份和受潮信息双重检测,设计了一种新型的低成本无芯片RFID湿度传感器,使用电耦合LC谐振器(ELC谐振器)作为湿度传感器监测目标环境相对湿度、U型环谐振器作为无芯片编码结构识别目标身份。通过射频仿真软件HFSS研究谐... 详细信息

为实现物流包装的身份和受潮信息双重检测,设计了一种新型的低成本无芯片RFID湿度传感器,使用电耦合LC谐振器(ELC谐振器)作为湿度传感器监测目标环境相对湿度、U型环谐振器作为无芯片编码结构识别目标身份。通过射频仿真软件HFSS研究谐振器结构参数与谐振频率的关系,获得相应拟合公式,为结构参数设计提供理论依据,并在此基础上设计了8位编码结构;系统研究不同质量分数的聚乙烯醇(PVA)溶液对湿度传感器感湿灵敏度和感湿范围的影响,研制出8位无芯片RFID湿度传感器。根据散射参量提取法获得了U型环谐振器的有效电磁参数,表明其具有超材料属性。所研究的湿度传感器具有感湿灵敏度高、编码容量大、结构简单等优点,有望在智能包装领域得到应用。

关键词：无芯片射频识别技术湿度传感器超材料 U型环谐振器电耦合LC谐振器

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一种新型石英晶振微天平水果气体传感器研究

传感技术学报 2015年第7期28卷 958-963页

作者：于婧怡薛严冰李亚大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028

为监测水果在仓储、运输等过程中的新鲜程度,研制了一种石英晶振微天平(QCM)气体传感器。以基频6 MHz的石英晶体为基片,运用一步原位聚合法在其上沉积了对甲苯磺酸(TSA)掺杂聚苯胺气敏薄膜,制作出QCM水果气体传感器。搭建了测试平台,设... 详细信息

为监测水果在仓储、运输等过程中的新鲜程度,研制了一种石英晶振微天平(QCM)气体传感器。以基频6 MHz的石英晶体为基片,运用一步原位聚合法在其上沉积了对甲苯磺酸(TSA)掺杂聚苯胺气敏薄膜,制作出QCM水果气体传感器。搭建了测试平台,设计了相应的起振、整形、差频、频压转换及数据采集电路。在室温下,测试了该传感器对放置不同天数的苹果释放气体的敏感特性。实验结果表明,在一定范围内,TSA掺杂浓度增加会改善传感器的气敏性能。传感器对放置不同天数的苹果释放气具有不同的响应特性,且具有灵敏度高、线性度好、响应速度快、重复性好等优点,有望在水果仓储运输方面得以应用。

关键词：气体传感器石英晶振微天平一步原位聚合法聚苯胺苹果释放气体

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聚苯胺及其氧化锡复合材料的气敏特性研究

传感技术学报 2013年第12期26卷 1655-1660页

作者：蒋娟薛严冰于婧怡大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028

以溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米粒子,以原位聚合沉积法在陶瓷基底叉指金电极上制备了PANI及PANI/SnO2复合薄膜,形成气敏元件。室温下测试了元件对氨气及水果释放气体的敏感特性。结果表明,PANI和PANI/SnO2复合膜对氨气具有选择性好,线性... 详细信息

以溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米粒子,以原位聚合沉积法在陶瓷基底叉指金电极上制备了PANI及PANI/SnO2复合薄膜,形成气敏元件。室温下测试了元件对氨气及水果释放气体的敏感特性。结果表明,PANI和PANI/SnO2复合膜对氨气具有选择性好,线性度好的特点,PANI比PANI/SnO2复合膜的灵敏度高,更适合在较宽浓度范围内测试氨气;另外,这两种传感器对存放的水果(香蕉、苹果)释放气体具有响应恢复快,重复性好等特性,PANI/SnO2复合膜对水果释放的气体比PANI具备更高的灵敏度,有望在水果仓储运输方面得以应用。

关键词：气体传感器聚苯胺复合材料原位聚合法氨气水果释放气体

含聚合物油品柴油喷嘴剪切安定性测定仪的研制

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润滑与密封 2005年第2期30卷 146-148页

作者：薛严冰徐晓轩林洪安大连交通大学电信学院辽宁大连116028 大连昆仑石油仪器有限公司辽宁大连116033

介绍了一种自行研发的国产含聚合物油品柴油喷嘴剪切安定性测定仪。在简要介绍了测定方法的基础上, 详细说明了仪器的结构组成, 并给出使用该仪器进行精密度验证的实验数据。结果表明, 该仪器完全满足SH/T0103 92《含聚合物油品剪切安... 详细信息

介绍了一种自行研发的国产含聚合物油品柴油喷嘴剪切安定性测定仪。在简要介绍了测定方法的基础上, 详细说明了仪器的结构组成, 并给出使用该仪器进行精密度验证的实验数据。结果表明, 该仪器完全满足SH/T0103 92《含聚合物油品剪切安定性测定法》方法要求, 可以取代进口仪器。

关键词：剪切安定性油品柴油聚合物喷嘴测定法研制进口仪器国产研发