由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器制造技术

本发明专利技术提供了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括底板，所述底板的上端固定设有半导体层一，所述半导体层一的上端设有电极组，所述电极组的上端设有半导体层二，所述底板和电极组与保护壳内部的固定装置连接，所述保护壳用于保护所述电极组、半导体层一和半导体层二，所述半导体层一和半导体层二为薄膜结构，所述半导体层二上下贯通设有若干检测孔洞，通过设置固定装置解决了现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器


[0001]本专利技术涉及气体传感器
，具体为由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器。

技术介绍

[0002]气体传感器即气体敏感元件，它是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或器件，是气体成分检测系统的核心，它能将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号，从而可以进行检测、监控、分析与报警，自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当前应用最普遍、最具有实用价值的一类气体传感器。
[0003]半导体气体传感器采样金属氧化物或金属半导体氧化物为气敏材料，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。根据检测气敏特征量方式的不同可分为电阻式和非电阻式两种类型。电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是一种用金属氧化物薄膜(例如：SnO2、ZnO、Fe2O3、Ti02等)制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量的不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点，不足之处是必须工作于高温下、对气味或气体的选择性差、元件参数分散、稳定性不够理想、功率要求高。当探测气体中混有硫化物时，容易中毒。现在除了传统的ZnO，SnO2和Fe203三大类外，又研究开发了一批新型材料，包括单一金属氧化物材料、复合金属氧化物材料以及混合金属氧化物材料。这些新型材料的研究和开发，大大提高了气体传感器的特性和应用范围。另外，通过在半导体内添加Pt，Pd，Ir等贵金属能能降低被测气体的化学吸附的活化能，因而可以提高其灵敏度和加快反应速度。催化剂不同，导致有利于吸附的试样不同，从而具有选择性。利用薄膜技术、超粒子薄膜技术制造的金属氧化物气体传感器具有灵敏度高、一致性好、小型化、易集成等特点。
[0004]气体传感器加装保护壳可以提高传感器的防护等级,防止外界的水、油、粉尘、碎屑等对传感器性能和使用寿命造成影响，同时还有防冲击的作用，但是现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，用以解决上述现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术公开了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括底板，所述底板的上端固定设有半导体层一，所述半导体层一的上端设有电极组，所述电极组的上端设有半导体层二，所述底板
和电极组与保护壳内部的固定装置连接，所述保护壳用于保护所述电极组、半导体层一和半导体层二，所述半导体层一和半导体层二为薄膜结构，所述半导体层二上下贯通设有若干检测孔洞。
[0007]优选的，所述保护壳的内部设有保护腔，所述保护壳的上端贯通设有检测口一，所述保护壳的下侧前后左右四端贯通设有检测口二，所述检测口一、保护腔和检测口二上下依次连通，所述保护腔的内部设有所述底板电极组、半导体层一和半导体层二，所述半导体层二穿过所述检测口一与外界接触，所述半导体层一与所述检测口二对应设置。
[0008]优选的，所述电极组的材料为为Al、Ag、Pt、Ni、Pb和Ti中的一种。
[0009]优选的，所述检测孔洞间隔均布设置在所述半导体层二上，所述检测孔洞内部设有重金属颗粒，所述重金属颗粒包括Pt，Pd，Ir，所述半导体层一和半导体层二均为金属氧化物材料，所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、锌铟锡氧化物、铪铟锌氧化物、氧化铟锌和掺铪氧化锌中的一种。
[0010]优选的，所述电极组包括上下分布的下侧电极一、下侧电极二和上侧电极一、上侧电极二，所述下侧电极一、下侧电极二、上侧电极一和上侧电极二为叉指结构，所述下侧电极一和下侧电极二交叉设置，所述下侧电极一和下侧电极二交叉设置，所述上侧电极一和上侧电极二的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙一，所述间隙一的下侧对应设有所述下侧电极一和下侧电极二的叉指端，所述下侧电极一和下侧电极二的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙二。
[0011]优选的，所述上侧电极一和上侧电极二的叉指端的下端间隔均布连接有若干介质块，所述介质块穿过所述间隙二与所述底板固定连接，所述下侧电极一和上侧电极一、下侧电极二和上侧电极二之间固定连接有介质板，所述底板的材料为绝缘材料，所述介质块、介质板的材料根据实际情况选用绝缘材料或半导体材料。
[0012]优选的，所述固定装置包括：
[0013]两个支撑杆，所述两个支撑杆对称设置在所述保护腔底端的左右两侧，所述支撑杆的上端与固定座的下端转动连接，所述固定座的上端与所述底板的下端接触；
[0014]固定杆一，所述固定杆一的下端与所述保护腔的底端转动连接，所述固定杆的上端与固定杆二的下端转动连接，所述固定杆二的上端与缓冲垫固定连接，所述固定杆一和固定杆二靠近所述底板的一端之间转动设有弹簧一；
[0015]两个转动杆一，所述两个转动杆一对称设置在所述固定座的前后两端靠近所述固定杆一的一侧，所述转动杆一与滑块转动连接，所述滑块滑动设置在所述保护腔的底端，所述滑块与转动杆二转动连接，所述转动杆二与所述转动杆一的中部转动连接；
[0016]转动杆三，所述转动杆三转动设置在所述固定座远离所述固定杆一的一端，所述转动杆三远离所述固定座的一端转动连接有滑动杆，所述滑动杆穿过滑口与限位板固定连接，所述滑口对称贯通设置在所述保护腔底端的左右两侧，所述限位板和保护壳的底端之间固定设有两个弹簧二，所述两个弹簧二对称设置在所述滑动杆的左右两侧。
[0017]优选的，所述复合结构气体传感器还包括过滤装置，所述传感器本体外部连接所述过滤装置，所述过滤装置包括：
[0018]过滤壳，所述过滤壳的中部上下贯通设有进气腔一，所述进气腔一的左右两侧连通设有清洁腔，所述进气腔一的中部设有过滤网，所述过滤网的上端与右侧的所述清洁腔
的下端处于同一水平面，所述过滤网的下端与左侧的所述清洁腔的上端处于同一水平面；
[0019]两个连接板一，所述两个连接板一对称设置在所述过滤壳的下端外侧，所述过滤壳的下端内侧对称设有连接板二，左右两侧的所述连接板二和连接板一之间分别设有活动孔，左右两侧的所述连接板二之间设有安装腔，所述进气腔一和安装腔上下连通，所述安装腔与所述保护壳配合，所述进气腔一与所述检测口一对应设置，所述进气腔二与所述检测口二对应设置；
[0020]两个进气管，所述两个进气管对称设置在所述安装腔的左右两侧，所述进气管与所述连接板一和连接板二固定连接且进气管将所述安装腔与外界连通，所述进气管的中部前后贯通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，包括传感器本体，其特征在于：所述传感器本体包括：底板(1)，所述底板(1)的上端固定设有半导体层一(3)，所述半导体层一(3)的上端设有电极组(2)，所述电极组(2)的上端设有半导体层二(4)，所述底板(1)和电极组(2)与保护壳(5)内部的固定装置连接，所述保护壳(5)用于保护所述电极组(2)、半导体层一(3)和半导体层二(4)，所述半导体层一(3)和半导体层二(4)为薄膜结构，所述半导体层二(4)上下贯通设有若干检测孔洞(301)。2.根据权利要求1所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，所述保护壳(5)的内部设有保护腔(501)，所述保护壳(5)的上端贯通设有检测口一(502)，所述保护壳(5)的下侧前后左右四端贯通设有检测口二(503)，所述检测口一(502)、保护腔(501)和检测口二(503)上下依次连通，所述保护腔(501)的内部设有所述底板(1)、电极组(2)、半导体层一(3)和半导体层二(4)，所述半导体层二(4)穿过所述检测口一(501)与外界接触，所述半导体层一(3)与所述检测口二(502)对应设置。3.根据权利要求1所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述电极组(2)的材料为为Al、Ag、Pt、Ni、Pb和Ti中的一种。4.根据权利要求1所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述检测孔洞(401)间隔均布设置在所述半导体层二(4)上，所述检测孔洞(401)内部设有重金属颗粒，所述重金属颗粒包括Pt，Pd，Ir，所述半导体层一(3)和半导体层二(4)均为金属氧化物材料，所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、锌铟锡氧化物、铪铟锌氧化物、氧化铟锌和掺铪氧化锌中的一种。5.根据权利要求1所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述电极组(2)包括上下分布的下侧电极一(201)、下侧电极二(202)和上侧电极一(203)、上侧电极二(204)，所述下侧电极一(201)、下侧电极二(202)、上侧电极一(203)和上侧电极二(204)为叉指结构，所述下侧电极一(201)和下侧电极二(202)交叉设置，所述下侧电极一(201)和下侧电极二(202)交叉设置，所述上侧电极一(203)和上侧电极二(204)的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙一(207)，所述间隙一(207)的下侧对应设有所述下侧电极一(201)和下侧电极二(202)的叉指端，所述下侧电极一(201)和下侧电极二(202)的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙二(208)。6.根据权利要求5所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述上侧电极一(203)和上侧电极二(204)的叉指端的下端间隔均布连接有若干介质块(205)，所述介质块(205)穿过所述间隙二(208)与所述底板(1)固定连接，所述下侧电极一(201)和上侧电极一(203)、下侧电极二(202)和上侧电极二(204)之间固定连接有介质板(206)，所述底板(1)的材料为绝缘材料，所述介质块(205)、介质板(206)的材料根据实际情况选用绝缘材料或半导体材料。7.根据权利要求2所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述固定装置包括：两个支撑杆(7)，所述两个支撑杆(7)对称设置在所述保护腔(501)底端的左右两侧，所述支撑杆(7)的上端与固定座(6)的下端转动连接，所述固定座(6)的上端与所述底板(1)的下端接触；固定杆一(8)，所述固定杆一(8)的下端与所述保护腔(501)的底端转动连接，所述固定
杆(8)的上端与固定杆二(9)的下端转动连接，所述固定杆二(9)的上端与缓冲垫(10)固定连接，所述固定杆一(8)和固定杆二(9)靠近所述底板(1)的一端之间转动设有弹簧一(11)；两个转动杆一(12)，所述两个转动杆一(12)对称设置在所述固定座(6)的前后两端靠近所述固定杆一(8)的一侧，所述转动杆一(12)与滑块(13)转动连接，所述滑块(13)滑动设置在所述保护腔(501)的底端，所述滑块(13)与转动杆二(14)转动连接，所述转动杆二(14)与所述转动杆一(12)的中部转动连接；转动杆三(15)，所述转动杆三(15)转动设置在所述固定座(6)远离所述固定杆一(8)的一端，所述转动杆三(15)远离所述固定座(6)的一端转动连接有滑动杆(16)，所述滑动杆(16)穿过滑口(504)与限位板(17)固定连接，所述滑口(504)对称贯通设置在所述保护腔(501)底端的左右两侧，所述限位板(17)和保护壳(5)的底端之间固定设有两个弹簧二(1701)，所述两个弹簧二(1701)对称设置在所述滑动杆(16)的左右两侧。8.根据权利要求1所述的由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，其特征在于：所述复合结构气体传感器还包括过滤装置，所述传感器本体外部连接所述过滤装置，所述过滤装置包括：过滤壳(18)，所述过滤壳(18)的中部上下贯通设有进气腔一(1801)，所述进气腔一(1801)的左右两侧连通设有清洁腔(1804)，所述进气腔一(1801)的中部设有过滤网(22)，所述过滤网(22)的上端与右侧的所述清洁腔(1804)的下端处于同一水平面，所述过滤网(22)的下端与左侧的所述清洁腔(1804)的上端处于同一水平面；两个连接板一(23)，所述两个连接板一(23)对称设置在所述过滤壳(18)的下端外侧，所述过滤壳(18)的下端内侧对称设有连接板二(2301)，左右两侧的所述连接板二(2301)和连接板一(23)之间分别设有活动孔(1803)，左右两侧的所述连接板二(2301)之间设有安装腔(1802)，所述进气腔一(1801)和安装腔(1802)上下连通，所述安装腔(1802)与所述保护壳(5)配合，所述进气腔一(1801)与所述检测口一(502)对应设置，所述进气腔二(1802)与所述检测口二(503)对应设置；两个进气管(19)，所述两个进气管(19)对称设置在所述安装腔(1802)的左右两侧，所述进气管(19)与所述连接板一(23)和连接板二(2301)固定连接且进气管(19)将所述安装腔(1802)与外界连通，所述进气管(19)的中部前后贯通设置弧槽(1901)，所述弧槽(1901)内部滑动设有弧形过滤网(21)，所述弧形过滤网(21)的前后两端上下两侧对称设有连接杆一(2102)，前后两侧的所述连接杆一(2102)分别与固定块(2101)固定连接，所述固定块(2101)对称设置在所述进气管(19)的前后两端；八个清洁套一(2004)，所述八个清洁套一(2004)四个一组对称设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪民，许玉方，
申请(专利权)人：广州德芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：