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聲表面波二氧化氮天博会员檢測原理

文章來源:天博app官网傳感 發布時間:2018-10-25

SAW-NO2氣體天博会员是通過NO2的吸附對SAW的擾動導致的參數變化進行檢測的。聲表面波是一種能在壓電基片表面產生和傳播的彈性波,具有多種型態,用于氣體天博会员的一般是瑞利(Rayleigh)波。瑞利波是一種橢圓偏振的聲波,能量主要集中在約1個波長深的表面層內,對傳播路徑上的表面擾動非常敏感。當位于SAW傳播路徑上的感測區吸附NO2后,其質量負載、電導率、彈性模量、介電常數等參數隨之發生變化,導致SAW的能量和波速發生改變,通過測量SAW的頻率、相位或者差損等的變化,根據測量結果變化的趨勢和大小不同,就可以實現對NO2的檢測。

將延遲線鍍上具有良好選擇性的敏感膜,可以改善SAW氣體天博会员的選擇性和吸附力,能夠顯著提高檢測速度和靈敏度。在傳統的SAW天博会员用于化學毒劑檢測時,一般采用聚合物或者有機大分子為敏感膜材料。通過膜分子與毒劑分子之間的氫鍵作用、溶解效應或者分子印跡作用等產生明顯的吸附效果,使延遲線的質量負載發生變化,導致SAW的傳播速率和頻率發生改變,用來實現對毒劑的檢測。

一般來說,采用SAW天博会员用來檢測工業有毒有害氣體等無機小分子,檢測原理主要是通過敏感膜電導率的變化,使SAW的傳播速率、頻率等發生改變來進行檢測。質量負載和彈性模量的變化也會對SAW的傳播速度產生一定的影響,根據天博会员的結構設計和敏感膜材料的區別,不同的影響因素會占到主導地位。于海燕等采用YZ-LiNbO3為壓電基片,利用旋涂的方法在SAW器件的延遲線通道上制備了酞菁銅摻雜的聚乙烯吡咯烷酮敏感薄膜,提高酞菁銅在聚合物中的比例可以明顯地提高薄膜的電導率,通過對SAW天博会员在未沉積薄膜、沉積PVP薄膜以及沉積酞菁銅摻雜的聚合物薄膜后引起的中心頻率偏移說明,延遲線涂覆導電聚合物薄膜后電導率的變化是天博会员中心頻率漂移的主要因素。A.J.Ricco等在LiNbO3基底上設計了SAW雙通道延遲線結構的天博会员,通過真空升華的方法在其中一條延遲線上鍍上酞菁鉛薄膜,另一條延遲線用來對溫度和壓力進行補償。酞菁鉛的電導率隨著NO2的濃度變化而發生改變,控制天博会员的工作溫度為80℃,經過實驗證明,天博会员在進行檢測NO2天博app官网時,頻率的變化主要是由敏感膜酞菁鉛的電導率變化引起的。

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