一种气体感测装置和气体检测设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种气体感测装置和气体检测设备。该气体感测装置包括基底和设置在基底上方的第一电极、第二电极和气敏件，气敏件设置于第一电极和第二电极的背离基底的一侧，第一电极和第二电极分设于气敏件的相对两端，且与气敏件相接触，用于向气敏件的相对两端施加极化电压，气敏件用于吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出；第一电极还用于将气敏件产生的电流输出。该气体感测装置克服了现有电化学气体传感器信号易衰减的缺陷、红外气体传感器输出信号微弱，无法直接使用的缺陷，以及半导体类气体传感器选择性不好，灵敏度不高，寿命短的缺陷，相对于现有的电参量气体传感器，该气体感测装置的选择性更好，灵敏度更高，且成本低，寿命长。

A gas sensing device and gas detection equipment

The invention provides a gas sensing device and a gas detection device. The gas sensing device includes a substrate and a first electrode, a second electrode and a gas sensing piece arranged above the substrate. The gas sensing piece is arranged on the side of the first electrode and the second electrode which are away from the substrate. The first electrode and the second electrode are respectively arranged on the opposite ends of the gas sensing piece, and are in contact with the gas sensing piece, which is used to apply a polarization voltage to the opposite ends of the gas sensing piece, and the gas sensing piece is used to adsorb the measured gas The first electrode is also used for outputting the current generated by the gas sensor. The gas sensing device overcomes the defects of the existing electrochemical gas sensor, such as easy attenuation of signal, weak output signal of infrared gas sensor, and the defects of poor selectivity, low sensitivity and short service life of semiconductor gas sensor. Compared with the existing electrical parameter gas sensor, the gas sensing device has better selectivity and sensitivity High, low cost and long life.

【技术实现步骤摘要】
一种气体感测装置和气体检测设备
本专利技术属于气体检测
，具体涉及一种气体感测装置和气体检测设备。
技术介绍
在环境、汽车、化工以及医疗诊断领域，人们越来越关注气体的检测。目前气体检测传感器主要有电化学类气体传感器，红外气体传感器和电参量气体传感器。化学类气体传感器主要是灵敏度高、选择性好，但是电解液的蒸发或污染会导致传感器信号的衰减；红外气体传感器的输出都是微小模拟信号，一般用户不可以直接使用；而电参量传感器成本低，通过其电学信号便可测得气体浓度，半导体类气体传感器是其中一类，但目前很多半导体类气体传感器具有选择性不好，灵敏度不高，且寿命短等缺陷。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的问题，提供一种气体感测装置和气体检测设备。该气体感测装置克服了现有电化学气体传感器信号易衰减的缺陷、红外气体传感器输出信号微弱，无法直接使用的缺陷，以及半导体类气体传感器选择性不好，灵敏度不高，寿命短的缺陷，相对于现有的电参量气体传感器，该气体感测装置的选择性更好，灵敏度更高，且成本低，寿命长。本专利技术提供一种气体感测装置，包括基底和设置在所述基底上方的第一电极、第二电极和气敏件，所述气敏件设置于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述第一电极和所述第二电极分设于所述气敏件的相对两端，且与所述气敏件相接触，用于向所述气敏件的相对两端施加极化电压，所述气敏件用于吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出；所述第一电极还用于将所述气敏件产生的电流输出。优选地，所述气敏件采用氧化石墨烯二维柔性材料。优选地，所述第一电极和所述第二电极采用铜钛合金材料。优选地，还包括开关管，所述开关管设置在所述基底上，所述开关管的第一极电连接所述第一电极。优选地，所述开关管的栅极、栅绝缘层、有源层、所述第一极和第二极依次远离所述基底设置；所述第一极和所述第二极同层设置；所述栅绝缘层还延伸至所述基底与所述第一电极、所述第二电极及所述气敏件之间；所述第一极还延伸至所述第一电极与所述栅绝缘层之间以及所述第二电极与所述栅绝缘层之间。优选地，还包括第一绝缘层和遮挡层，所述第一绝缘层设置于所述开关管背离所述基底的一侧，所述第一绝缘层中开设有过孔，所述第一电极、所述第二电极和所述气敏件位于所述过孔中；所述遮挡层设置于所述第一绝缘层的背离所述开关管的一侧，且所述遮挡层在所述基底上的正投影覆盖所述开关管，所述遮挡层能遮挡照射至所述开关管的环境光线。优选地，所述遮挡层采用不透光金属材料。优选地，还包括检测电路，所述检测电路的输入端电连接所述开关管的第二极，所述检测电路用于接收所述气敏件输出的电流，并将所述电流转换为被测气体的浓度。本专利技术还提供一种气体检测设备，包上述气体感测装置。优选地，所述气体感测装置的数量为多个，多个所述气体感测装置呈阵列排布。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的气体感测装置，通过设置气敏件、第一电极和第二电极，在气体感测过程中能通过吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出，从而对气体进行感测，克服了现有电化学气体传感器信号易衰减的缺陷、红外气体传感器输出信号微弱，无法直接使用的缺陷，以及半导体类气体传感器选择性不好，灵敏度不高，寿命短的缺陷，相对于现有的电参量气体传感器，该气体感测装置的选择性更好，灵敏度更高，且成本低，寿命长。本专利技术所提供的气体检测设备，通过采用上述气体感测装置，提高了该气体检测设备对气体进行检测的选择性和灵敏度，同时降低了该气体检测设备的成本，并提高了其寿命。附图说明图1为本专利技术实施例中气体感测装置的结构剖视示意图；图2为本专利技术实施例中气体感测装置中的气敏件对氨气进行感测的示意图；图3为本专利技术实施例中气体感测装置感测气体的原理框图。其中附图标记为：1、基底；2、第一电极；3、第二电极；4、气敏件；5、开关管；51、第一极；52、栅极；53、第二极；54、栅绝缘层；55、有源层；6、第一绝缘层；61、过孔；7、遮挡层；8、检测电路。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术气体感测装置和气体检测设备作进一步详细描述。本专利技术实施例提供一种气体感测装置，如图1所示，包括基底1和设置在基底1上方的第一电极2、第二电极3和气敏件4，气敏件4设置于第一电极2和第二电极3的背离基底1的一侧，第一电极2和第二电极3分设于气敏件4的相对两端，且与气敏件4相接触，用于向气敏件4的相对两端施加极化电压，气敏件4用于吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出；第一电极2还用于将气敏件4产生的电流输出。该气体感测装置，通过设置气敏件4、第一电极2和第二电极3，在气体感测过程中能通过吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出，从而对气体进行感测，克服了现有电化学气体传感器信号易衰减的缺陷、红外气体传感器输出信号微弱，无法直接使用的缺陷，以及半导体类气体传感器选择性不好，灵敏度不高，寿命短的缺陷，相对于现有的电参量气体传感器，该气体感测装置的选择性更好，灵敏度更高，且成本低，寿命长。优选的，本实施例中，气敏件4采用氧化石墨烯二维柔性材料。该材料的气敏件4，在第一电极2和第二电极3施加极化电压(如第一电极上可施加一个负压如-3V，第二电极上可施加一个正压如1V)后，其表面会形成浓度呈梯度分布的官能团，从而在表面吸附气体分子时电离出的电荷会发生定向迁移，并产生自发极化电压，经过自发极化过程后的氧化石墨烯二维柔性材料的气敏件4电学信号强度较高，并且响应速度较快，进而使该气体感测装置的选择性更好，灵敏度更高。如图2所示为该气敏件4对氨气进行感测时吸附氨气分子的示意图。当然，气敏件4也可以采用具有上述功能的其他材料，这里不做具体限定。优选的，第一电极2和第二电极3采用铜钛合金材料。该材料的电极导电性能更好，从而能进一步提高气体感测装置的选择性和灵敏度。当然，第一电极2和第二电极3也可以采用其他的金属导电材料，这里不做具体限定。本实施例中，如图1所示，气体感测装置还包括开关管5，开关管5设置在基底1上，开关管5的第一极51电连接第一电极2。当该开关管5的栅极52打开后，气敏件4产生的电流由开关管5的第二极53流出，从而实现了对气敏件4上电流的输出控制。开关管5的设置，能对气敏件4产生的电流的输出进行控制，从而实现该气体感测装置的灵敏检测。优选的，本实施例中，开关管5的栅极52、栅绝缘层54、有源层55、第一极51和第二极53依次远离基底1设置；第一极51和第二极53同层设置；栅绝缘层54还延伸至基底1与第一电极2、第二电极3及气敏件4之间；第一极51还延伸至第一电极2与栅绝缘层54之间以及第二电极3与栅绝缘层54之间。该结构设置能使气体感测装置的结构更加紧凑，体积更小，从而减小了其使用时的占用空间。本实施例中，气体感测装置还包括第一绝缘层6和遮挡层7，第一绝缘层6设置于开关管5背离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体感测装置，包括基底和设置在所述基底上方的第一电极、第二电极和气敏件，其特征在于，所述气敏件设置于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述第一电极和所述第二电极分设于所述气敏件的相对两端，且与所述气敏件相接触，用于向所述气敏件的相对两端施加极化电压，所述气敏件用于吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出；所述第一电极还用于将所述气敏件产生的电流输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体感测装置，包括基底和设置在所述基底上方的第一电极、第二电极和气敏件，其特征在于，所述气敏件设置于所述第一电极和所述第二电极的背离所述基底的一侧，所述第一电极和所述第二电极分设于所述气敏件的相对两端，且与所述气敏件相接触，用于向所述气敏件的相对两端施加极化电压，所述气敏件用于吸附被测气体分子，并将其转换为电流输出；所述第一电极还用于将所述气敏件产生的电流输出。


2.根据权利要求1所述的气体感测装置，其特征在于，所述气敏件采用氧化石墨烯二维柔性材料。


3.根据权利要求2所述的气体感测装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极采用铜钛合金材料。


4.根据权利要求1-3任意一项所述的气体感测装置，其特征在于，还包括开关管，所述开关管设置在所述基底上，所述开关管的第一极电连接所述第一电极。


5.根据权利要求4所述的气体感测装置，其特征在于，所述开关管的栅极、栅绝缘层、有源层、所述第一极和第二极依次远离所述基底设置；所述第一极和所述第二极同层设置；
所述栅绝缘层还延伸至所述基底与所述第一电极、所述第二电极及所述气敏件之间；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：池彦菲，程浩，陈霞，胡贵光，孙少君，鲁俊祥，刘承俊，林祥栋，
申请(专利权)人：福州京东方光电科技有限公司，京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35