半導(dǎo)體氣體傳感器及加熱溫度調(diào)制系統(tǒng)研究.pdf

1、可燃性氣體成分與含量檢測(cè)在石油化工、鋼鐵冶煉、煤炭開采、工商業(yè)等領(lǐng)域占有重要的地位。常用于檢測(cè)的半導(dǎo)體氣體傳感器具有響應(yīng)快、靈敏度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際復(fù)雜的氣體環(huán)境下，其存在的選擇性差的難題成為制約傳感器發(fā)展的瓶頸。因此，如何有效改善半導(dǎo)體氣體傳感器的選擇性，一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。
　　本文為提高傳感器的選擇性，制備了一種旁熱式Pt/SnO2半導(dǎo)體氣體傳感器，并設(shè)計(jì)了可調(diào)參數(shù)的傳感器溫度調(diào)制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了不同參數(shù)的調(diào)制波形

2、輸出與傳感器信號(hào)檢測(cè)功能。以此平臺(tái)探索了溫度調(diào)制檢測(cè)方法對(duì)傳感器選擇性的影響。
　　傳感器溫度調(diào)制系統(tǒng)硬件電路以STM32F107處理器為核心，由溫度調(diào)制波形輸出電路和傳感器信號(hào)檢測(cè)電路兩部分組成，調(diào)制波形輸出部分實(shí)現(xiàn)了可調(diào)幅值、周期等參數(shù)的正弦波、方波兩種調(diào)制波形的輸出;信號(hào)檢測(cè)部分主要包括傳感器信號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)限幅與濾波電路，數(shù)據(jù)采集與傳輸電路等。同時(shí)采用Keil4.0完成了硬件電路驅(qū)動(dòng)程序編寫與調(diào)試，為溫度調(diào)制實(shí)驗(yàn)提供了可

3、靠的硬件平臺(tái)。此外，應(yīng)用LabVIEW開發(fā)平臺(tái)完成了上位機(jī)軟件的編寫，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)上下位機(jī)通信、傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)等功能。
　　本系統(tǒng)以CH4、 CO兩種可燃性氣體為測(cè)試對(duì)象，測(cè)試了傳感器在正弦波、方波調(diào)制波形下不同頻率參數(shù)的輸出特性。以傳感器溫度調(diào)制幅值相對(duì)比值為信號(hào)輸出，通過對(duì)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，確定了最佳調(diào)制波形與調(diào)制參數(shù)。通過與靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析可知，溫度調(diào)制檢測(cè)方法能夠有效改善半導(dǎo)體氣體傳感器的選擇性，為復(fù)