气体传感器的研究及发展方向

介绍了气体传感器的特性；根据气体传感器使用的气敏材料以及气敏材料与气体相互作用的效应不同，对气体传感器进行了分类；介绍了目前气敏元件的加工技术；论述了气体传感器的发展方向。     

易燃毒性气体检测电路设计

从TGS813气敏传感器灵敏度特性出发，给出了采用该传感器检测易燃毒性气体，消除传感器离散性、非线性影响的检测电路设计方法。     

编者的话

湿度与水分是表征人类环境特征的重要参数,气体的测量也与人们的生产、生活密切相关,而新型气湿敏材料、元件和传感器则是现代分析仪器重要的组成部分。近几年来,随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高,对湿度、水分及气体的测量需求量越来越大,对气湿敏材料、元件、传感器的制作工艺、性能指标要求也越来越高。为了提高我国的     

气敏元件闭室测试中气体浓度变化的特征

给出了气敏元件反应放热率Prea的公式,并由此给出在闭室测试中气体浓度C随时间变化的微分方程.通过求解微分方程给出浓度C随时间变化的曲线,表明了气体的浓度衰减很慢,而由此带来的误差一般可以忽略.     

WO3基三甲胺气敏传感器的研制

采用溶胶-凝胶法制备了WO3材料,利用扫描电镜、透射电镜等现代分析测试手段,分析了材料的微观结构,并以其为基材掺杂少量的Pd制成了检测鱼鲜度的三甲胺(TMA)气敏传感器.研究发现该传感器具有工作温度低,响应下限低,灵敏度高,选择性及稳定性好等特点.     

ZnO薄膜气敏元件

通过在Al2O3衬底上粉末溅射ZnO做出了气敏特性和稳定性较好的ZnO薄膜气敏元件,实现ZnO薄膜的实用化,表明了ZnO是除SnO2外又一种新的气敏基材料.文中还对ZnO薄膜有关气敏特性和元件的气敏电流IG随酒气浓度C变化的规律进行了介绍.     

碳纳米管/苯乙烯-4-乙烯基吡啶共聚物纳米复合材料的气敏特性研究

纳米管(CNTs)是一类新型的纳米功能材料.它具有大的比表面积,利于气体的吸附,而与吸附气体的相互作用又常可使其电学性能发生明显变化,为此它的气体敏感特性研究引起了广泛注意.碳纳米管与聚合物材料复合,可以进一步改善其气敏响应特性,提高响应的灵敏度以及可回复性,当选择适当的聚合物复合时,还可使其对检测气体产生选择性响应.但目前这方面报道尚不多见.     

用新元件的磁敏固态传感器

 本文在文献〔1〕的基础上采用国产新型磁敏元件——磁敏二极管互补对和磁敏三极管,做成四种新的磁敏固态传感器:（1）单磁敏三极管传感器;（2）磁敏二极管互补对传感器;（3）磁敏二极管与磁敏三极管组合传感器;（4）双磁敏二极管对的桥式传感器。文中示出四种传感器的实用电路图。同时,对四种性能的传感器都进行了性能测试和分析比较。这四种传感器在多用途、通用性和低速性能几方面都优于文献〔4～7〕中介绍的传感器。     

Sb掺杂对ZnO厚膜的电导和气敏性能的影响

用共沉淀的方法,制备了纤锌矿结构的ZnO及其掺Sb的ZnO纳米粉.X射线衍射(XRD)分析表明,当锑掺量小于5wt%时没有新相生成.纯ZnO和掺Sb的ZnO器件的气敏和电阻测试结果发现:不同的厚膜烧结工艺对气体的敏感性影响较大,并且掺Sb后ZnO的气敏性能有所提高,电导峰消失.从缺陷角度、XPS分析的结果进行了讨论,初步解释了锑的掺入导致电导变化和气敏性能提高的原因.     

过渡金属氧化物表面修饰氢气传感器

以SnO2系为敏感材料制备气敏元件,在元件的表面涂敷一层Fe2O3,MnO2或CuO掺杂的活性氧化铝修饰膜,有效地隔离并消除乙醇、烟雾、有机蒸气等杂散气体对元件的干扰.     

采用霍尔传感器的旋翼频率采集设计

为达到对旋翼飞机的控制,需要对旋翼转速进行采集.霍尔转速传感器以其高可靠性等优点常被用来测量转速.介绍了一种使用霍尔传感器进行旋翼转速采集系统,包括硬件构架,逻辑采集单元和软件设计,并给出了优化策略;通过试验数据分析,采集精度达到了预期.     

总温传感器动态特性的方向敏感性研究

讨论了气流方向对一种机载总温传感器动态特性的影响，发现气流偏角对传感器的动态特性有很大的影响，首次提出了总温传感器动态特性的方向敏感性概念。本文分析了其原因，并指出在设计、生产和使用过程中控制气流偏角的大小，否则将破坏传感器的动态性能。这一结论也适用于与结构类型相似的其它总温传感器。     

基于传感器关联网络的燃气轮机异常检测方法

通过分析燃气轮机4种典型异常形式的产生机理以及特征表现,得到了不同异常形式与传感器关联网络结构特征之间的映射关系。在此基础上,得到传感器关联网络的异常特征模式,提出了基于传感器关联网络的燃气轮机异常检测策略。通过实例分析,证明了融合多源信息基础上建立的传感器关联网络模型,可以过滤掉节点间关联指标低于阈值037的相关性,有效的实现燃气轮机的稳态异常检测,并可以检测出转速上升过程中,节点间相关性的正常线性变化趋势,存在大于12%的异常凹陷非线性趋势,从而有效的实现燃气轮机的动态异常检测。      

热障涂层在线/离线磷光温度测量技术研究进展

精确测量涡轮叶片表面热障涂层温度对航空发动机和地面燃气轮机设计和研制具有极其重要的意义。近年来,基于热像磷光材料磷光特性的热障传感涂层在线测温技术与热历史磷光涂层离线测温技术得到了迅猛发展。前者通过在线测量高温下磷光信号来获取实时温度信息,后者通过离线测量经高温服役后的磷光材料不可逆磷光信号变化来获取服役温度信息。这两项技术都适用于高温、高腐蚀环境下热障涂层非干涉、非接触式和高精度温度测量,具有广阔的应用前景。从热障涂层在线/离线测温原理与方法、磷光材料与制备及应用3个方面详细介绍了热障涂层在线/离线测温技术的研究现状与技术特点,并对这两种技术的发展进行了展望。     

基于钇稳定二氧化锆阻温特性的火焰传感器

基于钇稳定二氧化锆(Yttria-stabilized Zirconia,YSZ)的阻温特性,设计了以YSZ热敏电阻为感受元件的火焰传感器,以传感器热敏电流信号表征火焰状态。采用伏安法,测量了YSZ热敏电阻在673K～1523K温度下的阻值,验证了YSZ阻值与温度的倒数呈指数关系。在Tirril喷灯点火、熄火试验中,研究了激励电压(3V～15V)、火焰温度(720K～1480K)和燃气流量(60L/h～150L/h)对传感器阶跃响应特性的影响。结果表明:热敏电流与激励电压呈正比,随火焰温度的升高而增大;点火响应时间随火焰温度、燃气流量的升高而减小;熄火响应时间基本不受火焰温度与燃气流量的影响。YSZ传感器能够对火焰产生正确响应,并且信号稳定、幅值强烈。     

控制电位电解法氯气传感器

研制的控制电位电解法氯气传感器,采用聚四氟乙烯(PTFE)多孔憎水膜和超细微粒金粉经加压复合制备的扩散电极.本文阐述了该传感器的原理,并对结果进行了讨论和分析.     

基于微细梁振动位移的微尺度射流测速方法

实验研究微尺度射流流场中微细梁发生的振动过程，并提出基于该原理测量微尺度射流速度。实验使用长度56．2ram、直径约0．07mm铜丝作为微细梁，使用直径约0．36mm喷管产生的微尺度射流。使用高速摄影仪观察射流流速在2．7～27．3m／s间梁振动的变化。试验结果发现当射流喷嘴对准梁3／5处时，振动过程中振幅随射流速度上升。而当射流喷嘴对准梁的9／10和3／4处时，在高流速下，振幅不随流速上升。使用霍尔传感器和磁铁测量梁的振动，当喷嘴对准梁的3／4处，霍尔传感器输出电压有效值随射流流速线性增长。但在其他位置，由于磁铁改变了梁的均匀结构，振动随流速的变化不规律。     

0～1000mV直流毫伏标准源设计

介绍了一种0～1000 mV直流毫伏标准源的设计原理和技术方案,该方案采用20位D/A转换器作为基准,通过设计分压比分别为1000∶1,100∶1和10∶1的精密比例分压电路,实现了0～1000 mV直流标准电压信号的输出。     

基于序列工作点的航空发动机过渡态气路分析参数选择研究

为了降低由多工作点分析(MOPA)方法的平均效应所产生的气路分析(GPA)系统误差,提出了基于航空发动机过渡工作过程的序列工作点分析(SOPA)技术,并以此为基础提出了一种系统的气路分析参数选择方法。该方法利用连续小波变换对时间信号的增强解析能力,提取待求健康参数在备选测量传感器上的参数特征,实现了在传感器安装受限条件下必要测量参数的选择。通过对SOPA子系统矩阵进行奇异值分解(SVD),获得了在过渡工作过程中不同时间片段上的健康参数可辨识性。针对大涵道比双轴分排涡扇发动机的参数分析结果表明:通过对待求健康参数的敏感性输出信号进行小波分析所确定的最简传感器布局,具备对全部待求健康参数的可辨识性;而以时间片段矩阵的条件数作为判据评估SOPA子系统的参数辨识能力,能够有效地确定具有高可靠性的SOPA时间片段位置,保证了对发动机气路部件健康状态的估计精度。     

Love波飞机结冰传感器研究

Love波结冰传感器有望应用于飞机结冰预测与监测,其通过Love波在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度以及状态变化。在Zimmermann理论基础上,根据Love波结冰传感器实际结构,针对导波层为冰层及压电材料为ST90°X石英的实际实验情况进行了仿真计算,计算得到了冰层厚度与相速之间的特性关系,以及冰层厚度对灵敏度的影响,并与N.Bari等的灵敏度理论的计算结果进行了比较,结果表明Love波结冰传感器的灵敏度与相速的理论计算是正确的。通过初步的实验对Love波结冰传感器进行原理性的验证研究,实验结果表明Love波结冰传感器可以明显区分空气、水和冰的状态,实验数据符合理论计算的结果。