一种甲醛气体检测传感系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种甲醛气体检测传感系统，包括壳体和气敏组件，所述气敏组件设置在壳体内，所述壳体的上端开设有开口，所述壳体的内壁上固定连接有网罩，所述网罩与开口相接触，所述壳体的底部设置有底片，所述底片上固定连接有卡环，所述卡环与壳体的内壁卡接，所述气敏组件固定安装在底片上，所述气敏组件的底部固定连接有多个引线，多个所述引线穿过底片，所述气敏组件包括元件基座，所述元件基座上固定安装有四个Pt电极和两个加热极，四个所述Pt电极之间设置有气敏元件，气敏元件包括涂层。本实用新型专利技术由不同工艺制成的氧化锌材料作为传感器气敏元件涂层，能够明显提高气敏传感器对甲醛气体的响应，而响应恢复时间也明显缩短。缩短。缩短。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醛气体检测传感系统


[0001]本技术涉及气敏传感器
，尤其涉及一种甲醛气体检测传感系统。

技术介绍

[0002]气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器，它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用，常采用半导体金属氧化物传感器，因尺寸小、成本低、结构简单、制备简单、使用寿命长而得到广泛应用，为了在各种纳米电子和纳米传感器中使用这种材料，合成纳米材料和制造高效小型化器件的强烈研究工作正在全球各地展开。
[0003]因为其暴露在各种成分的气体中使用，检测现场的温度、湿度等变化很大，工作环境较为恶劣，现有的半导体金属氧化物气敏传感器很容易受到环境的影响，因此当前的半导体金属氧化物气敏传感器的灵敏度和选择性有待提高，以甲醛气体检测为例，ZnO被证明是一种极好的气体传感材料，具有体积小，表比表面积大以及表面活性位点密度高等优点，可用于测量ppm（百万分之一）水平以上的氧化和还原目标气体，为此，我们设计一种用于检测甲醛气体检测传感系统。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有的半导体金属氧化物气敏传感器很容易受到环境的影响，其灵敏度和选择性有待提高，而提出的一种甲醛气体检测传感系统。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种甲醛气体检测传感系统，包括壳体和气敏组件，所述气敏组件设置在壳体内，所述壳体的上端开设有开口，所述壳体的内壁上固定连接有网罩，所述网罩与开口相接触，所述壳体的底部设置有底片，所述底片上固定连接有卡环，所述卡环与壳体的内壁卡接，所述气敏组件固定安装在底片上，所述气敏组件的底部固定连接有多个引线，多个所述引线穿过底片。
[0006]优选的，所述气敏组件包括元件基座，所述元件基座上固定安装有四个Pt电极和两个加热极，四个所述Pt电极之间设置有气敏元件，四个所述Pt电极分别通过铂丝线与气敏元件连接，所述气敏元件包括陶瓷管、Au电极和涂层。
[0007]优选的，所述涂层为ZnO粉末与松油醇、无水乙醇混合而成的糊状粉体。
[0008]优选的，所述涂层为乙酸锌与乙醇溶液、乙醇胺混合而成的溶胶。
[0009]优选的，所述涂层为钛酸丁酯、无水乙醇、离子水、ZnO粉末、冰醋酸混合而成的胶体粉末。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：由不同工艺制成的氧化锌材料作为传感器气敏元件涂层，能够明显提高气敏传感器对甲醛气体的响应，而响应恢复时间也明显缩短。
附图说明
[0011]图1为本技术提出的一种甲醛气体检测传感系统的结构示意图；图2为本技术提出的一种甲醛气体检测传感系统中气敏组件结构示意图；图3为本技术提出的一种甲醛气体检测传感系统中气敏元件的结构示意图。
[0012]图中：1壳体、2开口、3网罩、4气敏组件、5卡环、6底片、7引线、8 Pt电极、9气敏元件、10加热极、11铂丝线、12元件基座、13陶瓷管、14 Au电极、15涂层。
具体实施方式
[0013]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0014]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、
ꢀ“
顶”、“底”、“内”、
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外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0015]实施例1：参照图1-3，一种甲醛气体检测传感系统，包括壳体1和气敏组件4，气敏组件4设置在壳体1内，壳体1的上端开设有开口2，壳体1的内壁上固定连接有网罩3，网罩3与开口2相接触，壳体1的底部设置有底片6，底片6上固定连接有卡环5，卡环5与壳体1的内壁卡接，气敏组件4固定安装在底片6上，气敏组件4的底部固定连接有多个引线7，多个引线7穿过底片6，气敏组件4包括元件基座12，元件基座12上固定安装有四个Pt电极8和两个加热极10，四个Pt电极8之间设置有气敏元件9，四个Pt电极8分别通过铂丝线11与气敏元件9连接，气敏元件9包括陶瓷管13、Au电极14和涂层15，涂层15为ZnO粉末与松油醇、无水乙醇混合而成的糊状粉体，其中ZnO选取纯相的六方纤锌矿结构；当半导体金属氧化物即气敏元件9暴露在洁净空气中，会产生两种吸附，即物理吸附和化学吸附，其中物理吸附是指当半导体金属氧化物与空气接触时，空气中的氧气分子会吸附在半导体金属氧化物的表面上，由于金属氧化物ZnO纳米材料的表面存在着大量的电子，当ZnO纳米材料的表面与空气接触时，还会发生化学吸附，也是最主要的吸附形式，即空气中氧分子会与ZnO纳米材料表面的电子结合，随着温度的升高，这些带电的氧分子通过从ZnO的导带中获得电子近一步离解成负一和负二价的氧负离子，这使ZnO纳米材料表面的电子大量减少，半导体表面势垒增大，耗尽层变宽，从而使得气敏材料的电阻升高，当ZnO气敏材料接触乙醇气体时，具有还原性的乙醇气体分子会与这些氧负离子进行氧化反应，使氧原子捕获的电子释放回ZnO纳米材料表面附近的导带中去，从而使得ZnO气敏材料表面电阻下降。
[0016]进一步地，涂层15还可以为乙酸锌与乙醇溶液、乙醇胺混合而成的溶胶，其中ZnO选取纯相的六方纤锌矿结构。
[0017]使用溶胶凝胶法制备的ZnO纳米颗粒在黑暗和光照状态下电流和电压曲线呈线性关系，ZnO纳米颗粒与Au电极14的接触为良好的欧姆接触，在空气中传感器电流最小，在甲醛气体中，随着甲醛的蒸汽不断慢慢释放，气体的浓度逐渐升高，检测到传感器的电流也不
断的升高，继而实现ZnO纳米颗粒制备的气敏传感器对甲醛气体有着明显的响应。该氧化锌气敏传感器在常温下对甲醛气体的响应恢复时间，响应度达到97%。
[0018]进一步地，涂层15还可以为钛酸丁酯、无水乙醇、离子水、ZnO粉末、冰醋酸混合而成的ZnO掺杂TiO2胶体。
[0019]由于ZnO的掺杂有效地抑制了TiO2晶粒的生长，使得ZnO掺杂TiO2纳米颗粒和气孔分布均匀，比表面积较大，有利于气体的吸附。由 ZnO掺杂TiO2纳米颗粒制成的气敏传感器的响应度提升到87%，而响应恢复时间也缩短为1.5～1s。
[0020]以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醛气体检测传感系统，包括壳体(1)和气敏组件(4)，所述气敏组件(4)设置在壳体(1)内，其特征在于，所述壳体(1)的上端开设有开口(2)，所述壳体(1)的内壁上固定连接有网罩(3)，所述网罩(3)与开口(2)相接触，所述壳体(1)的底部设置有底片(6)，所述底片(6)上固定连接有卡环(5)，所述卡环(5)与壳体(1)的内壁卡接，所述气敏组件(4)固定安装在底片(6)上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国家，利观宝，徐青永，何颖怡，尹香槟，林金梅，
申请(专利权)人：广州特种承压设备检测研究院，
类型：新型
国别省市：