基于碳納米管微傳感器陣列和隨機(jī)共振的氣體檢測方法研究.pdf

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1、第23卷第2期傳感技術(shù)學(xué)報(bào)V0I_23No．22010年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2010StudyofaNovelGasDetectingSystemBasedonCarbonNanotubesMiniaturizationSensorArrayandStochasticResonanceHUIGuohua．CHENYuquan2，1．CollegeofFoodScienceandBiotechnology，ZhejiangGongshangUnivesity，Hangzhou310

2、035，China；、＼2．CollegeofBiomedicalEngineeringandInstrumentScience，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China}Abstract：Agasdetectingsystembasedoncarbonnanotubes(CNTs)miniaturizationsensorarrayandnon—linearstochasticresonancealgorithmwasproposed．ThesensorarrayincludedCNTsanodics

3、ensorandcathodalsensortoreducethecross-sensitivity．Ethanol，acetoneandammoniadetectingexperimentswerecarriedout．Thesensorar—rayresponseswererecorded，andthebistablestochasticresonancewasutilizedtocalculatethesignal—to—noiseratio(SNR)．Thegasconcentrationsandvarietiescouldbede

4、terminedbySNRparameters，andstochasticresonancemethodcouldreducecross—sensitivityofthedetectingsystem．Thedetectingsystempresentedgoodsensitivity，re—peatability，andpracticalvalue．Keywords：gassensor；miniaturizationsensor；carbonnanotubes；stochasticresonance；signal—to—noiserati

5、oEEACC：7320L：2575基于碳納米管微傳感器陣列和隨機(jī)共振的氣體檢測方法研究術(shù)惠國華，陳裕泉(1．浙江工商大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，杭州310035；2．浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院，杭州310027)摘要：提出了一種基于多壁碳納米管微傳感器陣列和非線性隨機(jī)共振算法的新型氣體檢測方法。微傳感器陣列包括碳納米管陽極傳感器和碳納米管陰極傳感器以減小檢測系統(tǒng)的交叉靈敏度。實(shí)驗(yàn)檢測了乙醇、丙酮和氨氣三種氣體，傳感器陣列響應(yīng)輸入隨機(jī)共振系統(tǒng)進(jìn)行處理，結(jié)果表明，信噪比曲線參數(shù)能夠標(biāo)定氣體濃度和種類，且隨機(jī)共振處理方法可以有效的降低系統(tǒng)的交

6、叉靈敏度，檢測系統(tǒng)具有較好的靈敏度和重復(fù)性，具有較好的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：氣體傳感器；微傳感器；碳納米管；隨機(jī)共振；信噪比中圖分類號(hào)：TP212．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—1699(2010)02—0179—04碳納米管傳感器近年來成為傳感研究領(lǐng)域的熱度約在1．84』l1。傳感器由碳納米管電極、鋁板電極和點(diǎn)，在生物醫(yī)學(xué)、微電子、微機(jī)械、環(huán)境保護(hù)、生物化工塑料絕緣薄膜構(gòu)成三明治結(jié)構(gòu)，電極間距可以通過調(diào)等領(lǐng)域嶄露頭角-s]。2003年，Modi等制作了一種電整塑料絕緣薄膜的厚度進(jìn)行控制。離型陽極碳納米管氣敏傳感器，發(fā)現(xiàn)不同氣體具有大多數(shù)

7、傳感器的輸出值通常不只取決于一個(gè)參不同的擊穿電壓特性，為電離型碳納米管氣敏傳感器量，由其它參量變化引起輸出值變化的現(xiàn)象稱為交叉奠定了研究的基礎(chǔ)。張勇等設(shè)計(jì)了間距91Jl1的陰極靈敏度u。交叉靈敏度是氣體檢測中的不利因素，許多碳納米管傳感器¨川，在常溫常壓條件下將擊穿電壓降研究人員提出了評估和消除傳感器系統(tǒng)交叉靈敏度的低到220V左右。我們提出了一種氣體電離型多壁碳方法，主要考慮硬件改進(jìn)和軟件處理兩個(gè)方面。多傳感納米管氣體傳感器¨，在陽極氧化鋁模板上以化學(xué)氣器陣列可以有效的降低檢測系統(tǒng)的交叉靈敏度¨MJ。相沉積方法(CVD)集成定向多壁碳納米

8、管薄膜，采用本文中，檢測系統(tǒng)在硬件上采用多壁碳納米管氣敏傳超聲表面處理方法對多壁碳納米管薄膜進(jìn)行表面平整感器陣列，軟件上采用非線性隨機(jī)共振算法，降低檢測化處理，制備成傳感器電極。