一种基于自适应温度调制模式的金属氧化物气体传感器.pdfVIP

第35卷第 1期 南 京 工 业 大 学 学 报 (自然 科 学 版) Vo1．35No．1 2013年 1月 JOURNALOFNANJINGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(NaturalScienceEdition) Jan．2013 doi：10．3969／j．issn．1671—7627．2013．01．013 一 种基于 自适应温度调制模式的 金属氧化物气体传感器 朱 斌 ，殷晨波，张子立，杨 柳 (南京工业大学机械与动力工程学院，江苏 南京 210009) 摘 要 ：通过分析温度对金属氧化物气体传感器性能影响的过程，提出一种 自适应温度调制模式的传感器气敏}生能研究 方法，着重阐述 自适应温度调制模式的工作原理，设计以气敏单元电阻值为反馈信号的传感器闭环控制加热电路，借助于 电路模拟方法，获取在不同气体下传感器温度响应曲线。结果表明：在相同的计数长度 和不同气体组分下。温度响应曲 线各不相同。以H2为例，传感器的温度范围为 140～220oC，传感器温度变化周期为800Ills，其中上升时间长度为300 Ins，下降时间长度为500Ins，为定性分析气体种类和定量分析气体浓度提供了大量的传感器响应信息。 关键词：温度调制；金属氧化物气体传感器；热分析；闭环电路；电路模拟 中图分类号：TP212．6 文献标志码：A 文章编号：1671—7627(2013)O1—0061一o5 M etal-oxidegassensorsbasedon self-adaptedtemperaturemodulation ZHU Bin，YIN Chenbo，ZHANG Zili，YANG Liu (CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China) Abstract：A self-adaptedtemperaturemodulationwasproposedtostudygassensingpropertiesbyanaly— zingtheprocessofthetemperatureroleontheperformanceofmetaloxidegassensors．Theworkingprin- cipleoftheself-adaptedtemperaturemodulationwaspresented，aclosed—loopcircuitconnectingthesen— sorresistancetothesensorheaterwasdesignedandtemperatureresponsecurvesofsensorsindifferent kindsofgaswereobtainedbycircuitsimulaiton．Differentkindsofgashaduniquetemperatureresponse curvefomr edbythesamenumberofpulsesbutwithdifferentlengths．Usinghydrogenasanexample，the sensortemperaturerangewas140·220oC，thetemperaturepulsecyclewas800ms，theuppersemi—peri— odwas300msandthedown semi—periodwas500ms．Itprovidedmanyinformationaboutsensorre— sponseforthequalitativeanalysisofgasspeciesandgasconcentrations． Keywords：temperaturemodulation；metal-oxidegassensors；themr alanalysis；closed—loopcircuit；cir- cuitsimulation 金属氧化物气体传