【技术实现步骤摘要】
本申请涉及甲醛探测领域，具体而言，涉及一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统及其使用方法。
技术介绍
1、家具、建筑材料、汽车内的车饰，甚至纺织品都可能向周围释放甲醛。甲醛会引起刺激性效应，导致流泪、咳嗽等；还会引起气喘、呼吸困难、喉咙痛等呼吸道问题；对于体质敏感人员，还会引起过敏反应等等；甲醛严重危害人体健康。在日常生活和工作中，需要对甲醛的浓度进行监测。
2、半导体型的甲醛探测装置是一类常见的甲醛探测装置，其基于半导体材料在不同气体环境中电学性质的变化，探测甲醛浓度；一般地，半导体材料吸附甲醛，与甲醛分子产生反应，使得半导体内部的电子浓度变化，从而改变半导体材料的电阻，通过半导体材料的电阻变化能够监测甲醛浓度的变化，从而实现甲醛的浓度探测。由于具有成本低、体积小、功耗低等优点，半导体型的甲醛探测装置广泛应用于生活、生产中；由于有更多的甲醛分子与半导体材料反应，甲醛浓度越大探测的灵敏度越大，甲醛浓度较大时，探测灵敏度较大，但是，甲醛浓度较小时，探测灵敏度较小，也就是在甲醛浓度较小时，甲醛探测装置的探测灵敏度较小。
3、综上所述，在甲醛浓度较小时，由于与半导体反应的甲醛分子较少，引起的半导体中的电子浓度变化较小，半导体电阻的变化较小，导致甲醛浓度探测的灵敏度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统及其使用方法，以解决在甲醛浓度较小时，由于与半导体反应的甲醛分子较少，引起的半导体中的电子浓
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本申请提供一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，该系统由下到上包括固定连接的基底、第一电极层、绝缘层、半导体层，半导体层的两侧固定设置有第一测试电极和第二测试电极，半导体层远离绝缘层一侧设置有第二电极层，第二电极层和半导体层之间形成气体通道，二者不接触，第一测试电极和第二测试电极与外电路连接形成第一回路，第一电极层与第二电极层和电源连接形成第二回路。
4、进一步地，半导体层的材料为氧化锌或氧化钛或氧化锡，半导体层的厚度为200nm-50μm。
5、更进一步地，半导体层靠近第二电极层一侧的表面上设置有多个贵金属颗粒。
6、更进一步地，贵金属颗粒的尺寸为500nm-20μm。
7、更进一步地，半导体层与第二电极层之间的距离大于2mm。
8、更进一步地，第一电极层和第二电极层的材料为金，第一电极层和第二电极层的厚度为10-200μm。
9、更进一步地，绝缘层的材料为二氧化硅，绝缘层的厚度为5-100μm。
10、更进一步地，第一测试电极和第二测试电极的材料为金或银或铜，第一测试电极和第二测试电极的厚度与半导体层的厚度相同。
11、更进一步地，基底、第一电极层、绝缘层、半导体层的面积相等，且中心轴重合；第二电极层固定设置于支架上。
12、一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统的使用方法，该方法包括，首先，第一电极层和第二电极层不与电源连接，在半导体层和第二电极层之间通入第一气体，通过第一测试电极和第二测试电极形成的第一回路探测第一电阻值；然后，第一电极层和第二电极层与电源连接，形成第二回路，在半导体层和第二电极层之间通入第二气体，通过第一回路探测第二电阻值；第一气体为空气，第二气体为待测甲醛气体，通过第二电阻值与第一电阻值的比值得到待测甲醛气体的浓度。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本申请系统中设置有相互平行的第一电极层和第二电极层，探测甲醛分子浓度时，第一电极层与第二电极层和电源连接，在第一电极层和第二电极层之间形成电场，利用甲醛分子的亲电性气体通道中的甲醛分子在电场的作用下容易聚集在半导体表面，从而增加了与半导体材料反应的甲醛分子数量，这样，反应过程中半导体中的电子浓度的变化较大，使得半导体材料的电阻变化增大，因此，本申请甲醛探测系统对低浓度甲醛的探测灵敏度较高。
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1.一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述系统由下到上包括固定连接的基底、第一电极层、绝缘层、半导体层，所述半导体层的两侧固定设置有第一测试电极和第二测试电极，所述半导体层远离所述绝缘层一侧设置有第二电极层，所述第二电极层和所述半导体层之间形成气体通道，二者不接触，所述第一测试电极和所述第二测试电极与外电路连接形成第一回路，所述第一电极层与所述第二电极层和电源连接形成第二回路。
2.根据权利要求1所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层的材料为氧化锌或氧化钛或氧化锡，所述半导体层的厚度为200nm-50μm。
3.根据权利要求2所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层靠近所述第二电极层一侧的表面上设置有多个贵金属颗粒。
4.根据权利要求3所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述贵金属颗粒的尺寸为500nm-20μm。
5.根据权利要求4所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层与所述第二电极层之间的距离大于2mm。
6.
7.根据权利要求6所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述绝缘层的材料为二氧化硅，所述绝缘层的厚度为5-100μm。
8.根据权利要求7所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述第一测试电极和所述第二测试电极的材料为金或银或铜，所述第一测试电极和所述第二测试电极的厚度与所述半导体层的厚度相同。
9.根据权利要求8所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述基底、所述第一电极层、所述绝缘层、所述半导体层的面积相等，且中心轴重合；所述第二电极层固定设置于支架上。
10.根据权利要求1-9任一所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统的使用方法，其特征在于，所述方法包括，首先，第一电极层和第二电极层不与电源连接，在半导体层和第二电极层之间通入第一气体，通过第一测试电极和第二测试电极形成的第一回路探测第一电阻值；然后，所述第一电极层和所述第二电极层与所述电源连接，形成第二回路，在所述半导体层和所述第二电极层之间通入第二气体，通过所述第一回路探测第二电阻值；所述第一气体为空气，所述第二气体为待测甲醛气体，通过所述第二电阻值与所述第一电阻值的比值得到所述待测甲醛气体的浓度。
...【技术特征摘要】
1.一种外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述系统由下到上包括固定连接的基底、第一电极层、绝缘层、半导体层，所述半导体层的两侧固定设置有第一测试电极和第二测试电极，所述半导体层远离所述绝缘层一侧设置有第二电极层，所述第二电极层和所述半导体层之间形成气体通道，二者不接触，所述第一测试电极和所述第二测试电极与外电路连接形成第一回路，所述第一电极层与所述第二电极层和电源连接形成第二回路。
2.根据权利要求1所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层的材料为氧化锌或氧化钛或氧化锡，所述半导体层的厚度为200nm-50μm。
3.根据权利要求2所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层靠近所述第二电极层一侧的表面上设置有多个贵金属颗粒。
4.根据权利要求3所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述贵金属颗粒的尺寸为500nm-20μm。
5.根据权利要求4所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述半导体层与所述第二电极层之间的距离大于2mm。
6.根据权利要求5项所述的外加电场增强甲醛探测灵敏度的系统，其特征在于，所述第一电极层和所述第二电极层的材料为金，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘黎明，温俊，袁海军，朱笑航，曹杰枫，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：
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