氣體檢測的關(guān)鍵部件是氣體傳感器,現(xiàn)有氣體傳感器存在體積大、系統(tǒng)復(fù)雜、價格昂貴等問題,難以滿足目前氣體檢測的需求。TiO2納米管傳感器以其低功耗、易集成等優(yōu)點(diǎn),成為氣體檢測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),但目前的研究還處于探索階段,其在微型結(jié)構(gòu)下的放電特性尚需研究。本文研究了微間隙的TiO2納米管電離式傳感器及其伏安特性,具體內(nèi)容如下:1)采用陽極氧化法制備TiO2納米管,并組裝成微米級極間距傳感器。對傳感器進(jìn)行在空氣中的氣體放電實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)極間距的減小降低了傳感器起始電壓的數(shù)量級,測得50μm極間距下的閾值電壓為25V左右。2)為了分析傳感器的放電機(jī)理,借助流體力學(xué)仿真方法,對比了不同極間距電離式傳感器的自持放電電流,研究表明小間距結(jié)構(gòu)可以提高器件的穩(wěn)定放電能力。分析了不同曲率半徑、不同極間距對伏安關(guān)系的影響,發(fā)現(xiàn)在同一電壓下兩者都跟電流呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。這也為探索傳感器的伏安關(guān)系提供了一定的理論依據(jù)。3)為了建立TiO2納米管電離式傳感器的伏安關(guān)系,引入機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。因?qū)嶒?yàn)樣本數(shù)目較少,對基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立傳感器伏安關(guān)系在小樣本上的處理性能不高,所以本文在基于仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對抗生成網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳感器敏感特性曲線

1緒論3圖1.1(a)所示。利用制備的傳感器進(jìn)行了放電特性測試實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與普通碳納米管（CarbonNanotubes，CNTs）相比，使用ZnO納米線作為電離式氣體傳感器的陽極，能在相對低的電壓下發(fā)生氣體電離，但研究還發(fā)現(xiàn)，與CNTs電極相比，ZnO納米線電極的擊穿更低，如圖1.1(b)所示。(a)電離式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖(b)擊穿電壓-電流曲線圖1.1基于ZnO納米線的電離式氣體傳感器模型及擊穿電壓-電流曲線文獻(xiàn)[12]利用ZnO納米線作為電離式傳感器的電極，并測試了He、NO2、H2、CO、Air及O2六種氣體的放電特性，發(fā)現(xiàn)該傳感器具有良好的選擇性和靈敏度，該傳感器通過不同擊穿電壓可準(zhǔn)確識別氣體種類，如圖1.2(a)所示。通過測量不同相對濃度的氦氣與空氣混合物的擊穿電壓，該傳感器在常溫常壓下，當(dāng)被測氣體與空氣混合物在低百分比水平時具有較好的應(yīng)用前景，其氣體傳感器的檢測限約為5%，如圖1.2(b)所示。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，與CNTs電極相比，ZnO納米線的穩(wěn)定性和抗氧化性更好。(a)不同氣體的擊穿電壓(b)濃度敏感特性曲線圖1.2傳感器敏感特性曲線2013年，Chang等[15]采用Co-Ti在CNTs表面沉積形成催化層，將該Co-Ti-CNTs材料用作為陰極，氧化銦錫為陽極，構(gòu)成兩電極電離式傳感器。在0.035Torr的低氣壓

論文研究框架圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3406001