γ-Fe_2O_3甲烷氣體傳感器的優(yōu)化與應(yīng)用

【摘要】：本文介紹了基于Y—Fe203金屬氧化物半導(dǎo)體材料的甲烷氣體傳感器的優(yōu)化思路與實(shí)施方案。利用Y—Fe203制備的甲烷氣體傳感器,具有靈敏度適中,使用壽命長,產(chǎn)品價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于甲烷氣體的檢測、監(jiān)控、報(bào)警等各個(gè)領(lǐng)域,是一種具有良好發(fā)展前途的新型氣體傳感器。 本文在對金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器的工作機(jī)理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討的基礎(chǔ)上,以旁熱式甲烷氣體傳感器生產(chǎn)工藝和測試設(shè)備為依托,開展包括Y—Fe203原料篩選、γ—A1203結(jié)構(gòu)助劑影響、Ia203電子助劑影響、燒結(jié)溫度影響、老化時(shí)間影響等實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面分析后獲得的Y—Fe203原料、Y—A1203結(jié)構(gòu)助劑、La203電子助劑、燒結(jié)溫度、老化時(shí)間對甲烷氣體傳感器氣敏特性影響的規(guī)律與數(shù)據(jù)。最終給出了一種Y—Fe203甲烷氣體傳感器的優(yōu)化配方和生產(chǎn)工藝,在批量生產(chǎn)條件下基本達(dá)到了預(yù)定的性能指標(biāo)。 本文以89C2051單片機(jī)和雙Y—Fe203氣體傳感器為核心,設(shè)計(jì)一種甲烷氣體報(bào)警器?？蓪?shí)現(xiàn)甲烷氣體濃度檢測、顯示、報(bào)警、故障檢測等功能,并可啟動(dòng)排風(fēng)扇和關(guān)閉閥門。整體設(shè)計(jì)具有工作穩(wěn)定、測量精度高、通用性強(qiáng)、功耗較低等特點(diǎn),具有較好的應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：Y—Fe203 氣敏 甲烷 傳感器 單片機(jī) 報(bào)警器
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP212
【目錄】：

• 第一章 前言8-13
• 1.1 氣體傳感器的地位、作用與分類8-10
• 1.1.1 傳感器的地位8
• 1.1.2 氣體傳感器的作用8
• 1.1.3 氣體傳感器的定義及應(yīng)滿足的基本條件8-9
• 1.1.4 氣體傳感器的分類9-10
• 1.2 γ—Fe_2O_3 金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器10-11
• 1.3 本文的主要內(nèi)容11-13
• 1.3.1 新型γ-Fe_2O_3 甲烷氣體傳感器的研制11
• 1.3.2 新型甲烷氣體報(bào)警器的研制11-13
• 第二章 γ-Fe_2O_3氣體傳感器概論13-25
• 2.1 金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏傳感器的發(fā)展13-19
• 2.2 γ-Fe_2O_3 的材料特性19
• 2.3 旁熱式甲烷的傳感器的生產(chǎn)工藝19-21
• 2.4 旁熱式甲烷半導(dǎo)體陶瓷氣體傳感器結(jié)構(gòu)與測試21-22
• 2.4.1 旁熱式γ-Fe_2O_3 半導(dǎo)體陶瓷氣體傳感器結(jié)構(gòu)21
• 2.4.2 測試裝置21-22
• 2.5 甲烷氣體傳感器的主要特性參數(shù)22-25
• 2.5.1 甲烷氣體傳感器主要特性參數(shù)及意義22-24
• 2.5.2 測試條件與選取參數(shù)24-25
• 第三章:實(shí)用γ一Fe_2O_3甲烷氣體傳感器的研制25-43
• 3.1 γ—Fe_2O_3 原料的試驗(yàn)與優(yōu)化25-27
• 3.1.1 試驗(yàn)方案25
• 3.1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)25-26
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析26-27
• 3.2 γ-Al_2O_3 結(jié)構(gòu)助劑影響實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化27-31
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)方案27
• 3.2.2 γ-Al_2O_3 結(jié)構(gòu)助劑影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)27-30
• 3.2.3 γ-Al_2O_3 結(jié)構(gòu)助劑對γ-Fe_2O_3 材料氣敏特性的影響分析30-31
• 3.3 La_2O_3 電子助劑影響實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化31-34
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)方案31-32
• 3.3.2 La_2O_3 電子助劑影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)32-33
• 3.3.3 實(shí)試驗(yàn)結(jié)果分析33-34
• 3.4 燒結(jié)溫度影響實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化34-36
• 3.4.1 實(shí)驗(yàn)方案34-35
• 3.4.2 燒結(jié)溫度影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)35-36
• 3.4.3 實(shí)試驗(yàn)結(jié)果分析36
• 3.5 γ-Fe_2O_3 甲烷氣體傳感器配方與工藝條件的優(yōu)化試驗(yàn)36-41
• 3.5.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)一36-38
• 3.5.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)二38-39
• 3.5.3 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)三39-40
• 3.5.4 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)四40-41
• 3.6 實(shí)用化γ—Fe_2O_3 甲烷氣體傳感器原料配方及生產(chǎn)工藝41-43
• 3.6.1 實(shí)用化γ-Fe_2O_3 甲烷氣體傳感器原料配方41-42
• 3.6.2 實(shí)用化γ-Fe_2O_3 甲烷氣體傳感器的工藝條件42-43
• 第四章:基于γ-Fe_2O_3甲烷報(bào)警器的研制43-55
• 4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與技術(shù)指標(biāo)43-44
• 4.1.1 報(bào)警器的結(jié)構(gòu)43
• 4.1.2 報(bào)警器的功能43-44
• 4.1.3 氣體報(bào)警器主要技術(shù)指標(biāo)44
• 4.2 主要電路設(shè)計(jì)與分析44-53
• 4.2.1 AT89C2051 單片機(jī)44-48
• 4.2.2.A /D 轉(zhuǎn)換電路48-49
• 4.2.3 甲烷氣體濃度半定量顯示電路(8 位光柱)49-53
• 4.3 軟件流程圖53-54
• 4.4 電路原理圖(主要部分)54-55
• 第五章 結(jié)束語55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• Abstract61-64
• 致謝64

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