Bài thuyết trình Ứng dụng của màng hóa làm dụng cụ cảm biến khí

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

96
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình Ứng dụng của màng hóa làm dụng cụ cảm biến khí giới thiệu tới các bạn về định nghĩa, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động, một số đặc trưng cơ bản của cảm biến, độ nhạy, tính lọc lựa khí, các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhạy khí.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Ứng dụng của màng hóa làm dụng cụ cảm biến khí

ỨNG DỤNG CỦA MÀNG HÓA LÀM DỤNG CỤ CẢM BIẾN KHÍ HV: VŨ THU HIỀN
ĐỊNH NGHĨA • Cảm biến là thiết bị nhận tín hiệu hoặc sự kích thích từ đối tượng và chuyển thành tín hiệu điện • Tính chất quan trọng của vật liệu cảm biến bán dẫn, đó là sự thay đổi tính chất điện khi tiếp xúc với khí cần dùng Input Signal Output Signal Sensor
CẤU TẠO • Bao gồm màng oxit bán dẫn phủ trên đế chịu nhiệt có thể là thủy tinh hoặc kim loại, hai điện cực để thu nhận tín hiệu thay đổi điện trở khi khí tiếp xúc với màng oxit bán dẫn
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG (cơ chế dò khí bề mặt) • Hấp phụ và khuếch tán những phân tử khí trên bề mặt oxit bán dẫn • Phản ứng của các phân tử khí dò và các phân tử bị hấp phụ hóa học trên bề mặt cảm biến Sự hấp phụ dẫn đến việc hình thành vùng nghèo điện tích gần bề mặt làm tăng khả năng dò khí cảm biến
MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA CẢM BIẾN • Độ nhạy • Tính lọc lựa khí • Thời gian đáp ứng/thời gian hồi phục
ĐỘ NHẠY • Độ nhạy là tỉ lệ của điện trở của mẫu đo trong không khí với điện trở trong môi trường có khí. Ra  Rg • Đối với khí khử Ra  Rg : S  Ra • Đối với khí oxi hóa Ra  Rg: Rg  Ra S Ra Ra : điện trở của cảm biến khi không có khí dò. Rg : điện trở của cảm biến khi có khí dò.
TÍNH LỌC LỰA KHÍ Độ nhạy của màng SnO2/Pt theo nhiệt độ đối với các khí CO, CH 4 , C4 H10 , H 2 , C2 H 5OH (a)Màng Sn:Pt tạo bằng phương pháp chùm điện tử. (b) (b) màng Sn)2:Pt tạo bằng phương pháp phún xạ magnetron phản ứng
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHẠY KHÍ • Nhiệt độ • Cấu trúc màng xếp chặt và cấu trúc màng xốp • Kích thước hạt • Sự pha tạp, vai trò của chất xúc tác
NHIỆT ĐỘ
CẤU TRÚC MÀNG XẾP CHẶT R1 R2 R1 P R2 , R1 ? R2  R12   R2  R  Rc  R2 R1  R2 Vậy: độ nhạy của màng thay đổi rất ít hoặc không thay đổi
CẤU TRÚC MÀNG XỐP R  Rc  Rgi , Rgi ? Rc  R  Rgi Vậy: điện trở của cấu trúc xốp rất lớn . Do đó dộ nhạy của màng có cấu trúc xốp cao hơn màng có cấu trúc xếp chặt.
KÍCH THƯỚC HẠT  eVs  • Phương trình Arrchenius:    0 exp    kbT  eVs : rào thế năng giữa hai hạt kề nhau 0 : hệ số dẫn khối khí eN DW 2 eVs  2 2 2 e Ns eVs  2 N D