聲表面波氣體傳感器研究及其檢測系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、聲表面波(Surface Acoustic Wave, SAW)氣體傳感器是涉及聲表面波理論、器件工藝、薄膜理論、電磁、檢測技術等科學領域的新型傳感器,它具有高精度、高可靠性和動態(tài)響應快的特點,并且能廣泛用于環(huán)保、安全檢測領域,因而具有重要的經(jīng)濟和社會效益,國內關于SAW氣體傳感器的研究還不深入。 本論文主要圍繞國家自然科學基金資助項目,新型多通道聲表面波氣體傳感器研究(60572018)和市科技發(fā)展計劃.科技攻關項目,多通道聲

2、表面波化學傳感器的研制(05YFGPGX04900)等項目展開研究,以聲表面波傳感技術為研究對象,構建聲表面波氣體傳感系統(tǒng)。其主要內容包括： 1.分析介紹了聲表面波傳感的理論基礎,對聲表面波傳感器件進行了分析設計,包括叉指換能器、基底材料理論分析和參數(shù)設計。研制出傳感器件的頻率輸入、輸出電路。 2.重點分析了不同的氣敏薄膜(各向同性絕緣材料、金屬導電薄膜和金屬氧化物半導體薄膜)吸附氣體后對頻移的影響機理；分析總結了薄膜厚

3、度對SAW傳感器靈敏度的影響,給出了傳感器頻率響應的線性區(qū)域,對SAW氣體傳感器有-定的指導意義；對幾種特定的氣敏薄膜進行了分析：酞菁化合物薄膜、SnO2及其摻雜薄膜等,以此作為多通道氣體傳感器薄膜選擇的基礎；用酞菁銅半導體薄膜作為檢測二氧化氮氣體的敏感薄膜,對雙通道氣體傳感器進行了初步實驗,驗證了SAW傳感器的靈敏度、可重復性以及電路模塊的實用性。 3.設計SAW氣體傳感器系統(tǒng)中基于ARM的嵌入式檢測系統(tǒng)。系統(tǒng)采用S3C241

4、0 ARM芯片,以此為基礎設計了頻率檢測設備,檢測范圍可以達到兆量級?；贏RM微處理器擴展了USB接口、觸摸屏接口；架構了嵌入式Linux操作系統(tǒng),移植了文件系統(tǒng),并開發(fā)出頻率檢測設備驅動程序。整套系統(tǒng)能夠獨立且穩(wěn)定地運行在Linux上。 4.在嵌入式Linux基礎上開發(fā)了基于Qt的圖形界面檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)構建于Qt/Embedded庫之上,使用穩(wěn)定的Qtopia開發(fā)平臺,支持觸摸屏操作；實驗證明整個嵌入式檢測系統(tǒng)能夠滿足SA