SnO-,2-甲醛氣體傳感器性能改善.pdf

1、隨著科技的進步及社會的發(fā)展，人們越來越關注室內空氣污染對健康的影響情況，尤其是甲醛等VOC氣體對健康帶來的危害已經引起廣泛的重視。對甲醛、甲苯等有毒有害氣體的低濃度檢測也成為當今科學界的重要課題之一。本論文介紹了一種以SnO2為基材的旁熱式甲醛氣敏傳感器，并嘗試改善元件的靈敏度和選擇性。 介紹摻雜不同金屬氧化物和未摻雜的SnO2氣敏傳感器的制作過程，并對其基本的氣敏特性進行了測試和比較。未摻雜SnO2氣敏元件對甲醛的靈敏度在加熱

2、電壓為4V時達到極大值，而摻雜后的元件在加熱電壓為3.5V時對甲醛的靈敏度達到最佳。摻雜后的氣敏元件對甲醛氣體的靈敏度有了較大提高，根據測試曲線排列出不同摻雜元素對SnO2氣敏元件靈敏度影響的高低順序為：Pd＞Zr＞Ti＞Sb＞Cu＞Ag＞Mn，而摻雜有Pd和Zr的SnO2元件對50 ppm甲醛的靈敏度大于50，效果較為理想。 目前摻雜的幾種金屬都無法提高元件的選擇性，因此采用改進型B-P神經網絡的方法來改善氣敏元件的選擇性。改

3、進后的B-P網絡為3層網絡，輸入層6個結點，隱形層8個結點，輸出層2個結點，并且可以在線調整學習速率η。輸入層為6個不同氣敏元件組成的傳感器陣列，對多種濃度的甲醛和乙醇混合氣體進行初步響應，得到近千組數(shù)據。B-P神經網絡用前面得到的數(shù)據進行學習，直至網絡的樣本輸出誤差小于期望值。此時網絡的連接權上便儲存了由這些傳感器的響應信號重建混合氣體濃度的推理信息。使用訓練過的B-P網絡對一些保留樣本進行預測。網絡對混合氣體中濃度為50 ppm，1

4、00 ppm，200 ppm的甲醛進行預測，輸出分別為56.7 ppm，111.6 ppm，214.2 ppm，誤差分別為13.4﹪，11.6﹪和7.1﹪。結果表明，使用這種方法可以成功地用現(xiàn)有選擇性較差的SnO2旁熱式甲醛氣敏元件，探測出甲醛乙醇混合氣體中的甲醛。 采用簡單的IC模塊，如51單片機、ADC0809等實現(xiàn)了基于甲醛氣敏傳感器電壓輸出信號的無線傳輸電路，具有是結構簡單、損耗小、操作簡單等優(yōu)點。而自行編寫的基于VB語