导读:本文包含了微型气体传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:分子力,多场耦合,非线性振动,微机电系统(MEMS)
微型气体传感器论文文献综述
付晓瑞,党亚辉,许立忠[1]（2019）在《微型谐振气体传感器多场耦合非线性振动特性分析》一文中研究指出随着谐振子尺寸的不断减小,分子力等因素的影响越来越显着,微型谐振气体传感器的谐振子实际上处于多场耦合的工作环境中。考虑分子力、热应力和吸附气体浓度的影响,建立了谐振子的多场耦合动力学方程,利用多尺度法求出谐振子固有频率和瞬时频率,研究了谐振子固有频率随分子力、吸附气体浓度以及温度的变化规律,分析了系统参数对时域动态响应的影响。利用制造出的微型谐振气体传感器及测试系统,进行了扫频实验,得到微传感器的固有频率,与分析结果接近,验证了理论分析的正确性。研究结果对于传感器进一步微型化具有指导意义。(本文来源于《振动与冲击》期刊2019年02期）
刘延祥,李铁,姚金志,周发举,周建立[2]（2017）在《随钻检测用微型红外甲烷气体传感器》一文中研究指出为了满足石油勘探过程钻井液中甲烷气体同步检测分析的需要,实现甲烷气体随钻检测的目标,本文设计了一种可集成于钻具内的随钻检测用微型红外甲烷气体传感器。首先利用Hitran数据库对甲烷气体的红外吸收峰进行了对比分析,确定了探测器滤光片的中心波长;然后利用光学仿真软件TacePro对腔体内的光线传播方向进行了光线追迹分析,并对到达探测器2个接收面的光强分布进行了模拟分析,确定了光学腔体设计的合理性,随后根据红外气体传感器的工作原理设计了相应的工作电路。测试结果表明该传感器对甲烷气体的检测精度在常温下优于0.5%F.S.,在120℃下优于0.8%F.S.;常温下实现了对甲烷饱和水溶液中脱出的微量甲烷气体的检测,可以满足甲烷气体随钻检测的需要,在石油钻井行业的随钻检气体测领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《激光与红外》期刊2017年09期）
党亚辉[3]（2017）在《机电集成微型谐振气体传感器研究》一文中研究指出谐振式气体传感器是一种将气体的种类和浓度转换为可测电信号的装置。谐振式气体传感器具有高灵敏性,较好的选择性和重复性,以及响应时间很短等特点。谐振式气体传感器的物理尺寸越小,其灵敏度越高。但是,由于加工工艺和检测技术的条件影响,谐振式气体传感器的纳米化受到了很大的制约。本文提出了一种新型机电集成谐振式传感器,通过在一般微米传感器上添加180度反馈进行闭环调节,在不减小尺寸的情况下提高了微米梁传感器的灵敏度。本文着重分析了集成微米传感器的瞬时频率响应和灵敏度特性,并对集成微米传感器进行了闭环实验。本文首先建立了悬臂梁机械、化学和分子力叁场耦合动力学模型,求出了悬臂梁传感器的固有频率和瞬时频率表达式,分别对微米和纳米悬臂梁谐振传感器的振动特性进行了研究。然后,建立了添加180度反馈的机电集成悬臂梁谐振式传感器振动模型,求出了机电集成悬臂梁振动的瞬时频率和灵敏度表达式,并对比分析了微米梁、集成微米梁和纳米梁传感器的振动特性。在外部热激励条件下,建立了悬臂梁传感器的双层梁动力学模型,求出了双层梁在热激励情况下的固有频率和瞬时频率。在不同分子力状态下,分别对集成微米梁和纳米梁振动进行了瞬时频率响应分析和灵敏度响应分析。最后,依据现有的实验条件,设计出合理的微悬臂梁制作方案,利用MEMS加工技术加工出高精度的谐振元件。在原有的测试系统上设计出微谐振传感器180度反馈调控模块,进行了集成谐振传感器扫频测试和闭环180度反馈实验。实验结果表明:机电集成微米传感器灵敏度得到了明显提高,验证了180度闭环反馈提高传感器灵敏度的可行性。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-05-01）
厉森[4]（2016）在《微型气体流量传感器关键工艺研究》一文中研究指出气体流量一直是生产和科研领域重要的测量参数,气体流量测量仪表在汽车、发电、冶金、航空航天、微电子制造、医疗等领域广泛使用。微型气体流量传感器尺寸小、功耗低,可以精确测量流速,其发展受到越来越多的关注。其中基于热学原理的热温差型气体流量传感器应用更加广泛。本文首先研究了热温差型气体流量传感器四种温度检测元件的工作原理及其制作工艺。对热电阻接入惠斯顿电桥进行温差检测的工作原理作了说明,针对铂电阻难以通过湿法腐蚀制作的问题,实现了铂电阻的剥离;研究了重掺杂多晶硅电阻的制作工艺;研究了热电堆制作工艺,提出了制作热电堆工艺中应注意的几个关键问题,使用铝和多晶硅成功制作了热电堆;介绍了微桥谐振梁的测温原理,使用ICP刻蚀工艺进行正面释放,通过硅的纵向和横向刻蚀,最终成功制作了谐振梁。选用镍铬硅作为气体流量传感器加热元件的材料,介绍了薄膜电阻温度系数的调整方法,采用磁控溅射、光刻、腐蚀等工艺制作了不同厚度的镍铬硅电阻,测量其电阻温度系数,之后在不同温度下进行热退火后,再次测量其电阻温度系数,得到了低电阻温度系数镍铬硅电阻的淀积和退火工艺。考虑不同腐蚀液对部分元件材料的腐蚀性,对流片过程中湿法腐蚀工艺的进行了优化设计,完成了热膜式与谐振式气体流量传感器芯片的制作。研究了流片过程中的几项关键工艺:(1)通过厚度计算对分别具有压、张应力的二氧化硅和氮化硅薄膜进行应力匹配,制备了双层复合绝缘薄膜;(2)研究了LPCVD氮化硅和PECVD氮化硅的ICP干法刻蚀工艺;(3)针对硅片正面电阻元件及铝线在背面腐蚀中易受KOH溶液腐蚀的问题,采用先在硅片正面匀涂耐KOH腐蚀胶再将硅片嵌入夹具的双重保护方法,对硅片正面进行了有效保护;(4)研究了背面腐蚀工艺,采用KOH溶液腐蚀背面衬底的硅,制作了流量传感器芯片底部的硅腔。整个流片过程验证了微型气体流量传感器制作工艺的可行性,为后续的封装与测试奠定了基础。(本文来源于《中国计量大学》期刊2016-09-01）
钱风强[5]（2016）在《微型谐振气体传感器动态多场耦合特性分析》一文中研究指出传感器技术被称为现代信息技术的叁大支柱技术之一。由于微型谐振气体传感器尺寸小、结构简单、灵敏度高和稳定性好等优点,在消费电子行业、汽车行业、航空航天以及化工和医疗等领域应用前景广阔。本文主要对微型谐振气体传感器在多场耦合条件下的动力学特性进行分析,利用MEMS技术设计研制微型传感器,并进行检测实验。首先,建立了微型谐振气体传感器机械-化学-分子力叁场耦合动力学模型,推导出叁场耦合自由振动方程,利用多尺度法求出瞬时频率表达式,分析了微型谐振气体传感器系统参数对叁场耦合条件下传感器固有频率和瞬时频率的影响规律。然后,建立了微型谐振气体传感器机-电-化学-分子力四场耦合动力学模型,推导出四场耦合自由振动和受迫振动方程,求出瞬时频率表达式。分析了四场耦合条件下电场力对传感器固有频率和瞬时频率的影响规律以及多物理场之间的相互影响规律。利用泰勒级数展开对分子力和电场力加入非线性项,求出非线性条件下微型谐振气体传感器的固有频率和瞬时频率表达式,进行了非线性误差分析,完成了传感器四场场耦合条件下的非线性动态特性分析。利用MEMS技术制作了微型谐振气体传感器,利用测试系统进行了传感器的初始固有频率和瞬时频率检测以及分子力影响规律的验证实验,并对实验现象进行了分析,证明了理论分析的正确性。(本文来源于《燕山大学》期刊2016-05-01）
王涛龙,梁庭,王心心,张瑞,刘雨涛[6]（2016）在《基于LTCC技术的微型FAIMS生化气体传感器制备》一文中研究指出陶瓷具有稳定的电特性、机械鲁棒性、化学惰性和超强的可塑性,因而得到广泛的应用。采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺技术和新型屏蔽电极的设计实现生化气体传感器的制备。气体传感器采用高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)原理,通过丝网印刷技术来实现迁移电极、屏蔽电极、测试电极等功能器件的安置,并且在气流通路中填入碳膜(印刷碳浆料)有效地防止了层压中气流通路的坍塌,保证了气流通路上下极板的平整,使得所制传感器的功能精度得到了有效的保证,避免了器件间的封装、引线外连,为生化气体传感器的稳定工作奠定基础。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2016年03期）
王涛龙,梁庭,高利聪,张瑞,王心心[7]（2015）在《基于厚膜工艺的微型FAIMS生化气体传感器设计》一文中研究指出据高场非对称波形离子迁移谱(high-field asymmetric waveform ion mobility spectrometry,FAIMS)原理,设计了一种微型生化气体传感器。在大气压环境下,采用波长116.5 nm、电离能为10.6 e V真空紫外灯离子源对样品进行电离。迁移管的制作采用厚膜工艺,将迁移区和检测区集成到了陶瓷芯片上,迁移区由上下两块平板电极构成,尺寸为20 mm×10 mm×0.45 mm;检测区尺寸为8 mm×10 mm×0.45 mm。搭建了相应的FAIMS外围检测平台,以丙酮和甲苯为样品进行实验,通过高场非对称波形离子迁移谱技术进行传感器的性能验证实验,实验得到了它们的FIAMS谱图,表明所设计的基于FAIMS原理的气体传感器可以实现离子分离和过滤功能。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2015年12期）
张昊,崔永俊,刘玮[8]（2014）在《微型双气体红外传感器的设计与实现》一文中研究指出基于朗伯—比尔吸收定律,利用非分光探测技术设计了双气体红外传感器。设计的红外传感器可以检测CH4和CO2。重点介绍了稳定性好、灵敏度高的反射式气室的设计。该气室对红外光源和红外探测器的位置进行了合理的布局,实现了传感器的微型化设计。经过测试,在CH4和CO2气体体积分数较低的范围内,反射式气室红外传感器的最大测量误差仅为±0.05%。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2014年07期）
黄硕[9]（2009）在《微型热式气体流量传感器的稳态传热研究》一文中研究指出本课题对微型热式气体流量传感器的稳态传热进行了系统研究。首先对薄膜材料热导率测量方法进行研究,建立了薄膜-衬底复合结构传热模型,以该模型为基础将基于拉曼光谱的薄膜热导率测量方法拓展到亚微米和纳米尺度,并使用该方法对传感器中的薄膜材料进行了热导率测量;其次,在准确获得微型热式气体流量传感器的材料热物性参数的基础上,对传感器的对流-导热耦合传热过程进行了研究,建立了传感器的稳态传热模型,并使用数值方法对传感器的工作传热过程进行了分析,以分析结果为基础提出了微型热式气体流量传感器的优化设计方法;再次,以优化设计方法为指导,对微型热式气体流量传感器进行了传感器工作模式设计、传感器材料选择和传感器结构参数设计工作;最后,结合实验室具体设备和工艺条件,制定了合适的传感器制做工艺路线,在工艺实验的基础上对传感器进行了制做,并对传感器进行了稳态工作性能实验测试,测试结果验证了提出的优化设计方法对提升传感器稳态工作性能的有效性。课题的主要研究工作如下:1.薄膜热导率测量方法的研究。针对高斯激光入射生热的情况对传统的基于拉曼光谱的薄膜热导率测量方法进行了修正,并以此为基础,对薄膜-衬底复合结构的传热进行了研究,分析了薄膜热导率、衬底热导率、薄膜/衬底接触面热阻对复合结构传热过程的影响,得到了薄膜热导率的解析表达式,从而实现了对基于拉曼光谱的薄膜热导率测量方法的拓展,使其可以被用来测量亚微米/纳米厚度薄膜的热导率。使用拓展的基于拉曼光谱的薄膜热导率测量方法对多孔硅薄膜试样、二氧化硅薄膜试样、氮化硅薄膜试样的热导率进行了测量,为分析传感器的稳态传热过程提供了准确的参数基础。2.微型热式气体流量传感器的稳态传热模型研究。对微型热式气体流量传感器的对流-导热耦合传热过程进行了分析,并对传感器的稳态传热过程进行了理论建模研究。在模型中,不仅考虑了流体通过对流传热对传感器稳态工作性能的影响,也充分考虑了传感器衬底导热作用的影响。使用有限差分的方法,对传感器的稳态传热理论模型进行了数值仿真分析。根据模型分析结果,以提升传感器的稳态工作性能为目的,分别就温敏元件的空间布置和加热元件的间隔距离提出了优化设计方法,为微型热式气体流量传感器的优化设计提供了理论基础。3.微型热式气体流量传感器的优化设计。对热分布型微型气体流量传感器的温度平衡工作模式进行了理论分析,得到了传感器输出信号与流量之间的关系式,从理论上证明了传感器输出信号具有高线性度。对传感器各元件的材料选择进行了研究,结合实验室本身设备和工艺条件,为提升传感器的工作性能,选择了合适的传感器衬底材料、绝缘层材料、加热元件材料、温度敏感元件材料和保护层材料,并根据提出的微型热式气体流量传感器优化设计方法,对传感器的结构参数进行了设计。4.微型热式气体流量传感器的制备工艺及实验测试研究。通过对各MEMS基本工艺的比较分析,并结合具体的实验室设备和工艺情况,针对设计的微型热式气体流量传感器进行了传感器衬底的制备工艺、绝缘层的制备工艺、加热元件的制备工艺、温度敏感元件和保护层的制备工艺实验研究,在工艺实验基础上制做了微型热式气体流量传感器。对制做的传感器进行了稳态性能实验测试,相关实验结果与传感器稳态传热建模仿真分析结果相符合,对提出的微型热式气体流量传感器稳态性能优化设计方法的有效性进行了验证。(本文来源于《浙江大学》期刊2009-04-01）
刘鑫[10]（2009）在《MEMS微型NO_2气体传感器的研究》一文中研究指出采用MEMS技术制作了硅基微型NO2气体传感器,选用高分子金属酞菁聚合物酞菁铜作为敏感膜,从半导体理论出发解释了酞菁铜的敏感机理。阐述了该传感器的结构与工艺流程,并测试了传感器的气敏特性、温度特性、响应时间和恢复时间等敏感特性。实验结果验证了酞菁铜对NO2气体的敏感性,该传感器可以检测到10-6量级的NO2气体,且响应时间快。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2009年02期）
微型气体传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了满足石油勘探过程钻井液中甲烷气体同步检测分析的需要,实现甲烷气体随钻检测的目标,本文设计了一种可集成于钻具内的随钻检测用微型红外甲烷气体传感器。首先利用Hitran数据库对甲烷气体的红外吸收峰进行了对比分析,确定了探测器滤光片的中心波长;然后利用光学仿真软件TacePro对腔体内的光线传播方向进行了光线追迹分析,并对到达探测器2个接收面的光强分布进行了模拟分析,确定了光学腔体设计的合理性,随后根据红外气体传感器的工作原理设计了相应的工作电路。测试结果表明该传感器对甲烷气体的检测精度在常温下优于0.5%F.S.,在120℃下优于0.8%F.S.;常温下实现了对甲烷饱和水溶液中脱出的微量甲烷气体的检测,可以满足甲烷气体随钻检测的需要,在石油钻井行业的随钻检气体测领域具有广阔的应用前景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
微型气体传感器论文参考文献
[1].付晓瑞,党亚辉,许立忠.微型谐振气体传感器多场耦合非线性振动特性分析[J].振动与冲击.2019
[2].刘延祥,李铁,姚金志,周发举,周建立.随钻检测用微型红外甲烷气体传感器[J].激光与红外.2017
[3].党亚辉.机电集成微型谐振气体传感器研究[D].燕山大学.2017
[4].厉森.微型气体流量传感器关键工艺研究[D].中国计量大学.2016
[5].钱风强.微型谐振气体传感器动态多场耦合特性分析[D].燕山大学.2016
[6].王涛龙,梁庭,王心心,张瑞,刘雨涛.基于LTCC技术的微型FAIMS生化气体传感器制备[J].仪表技术与传感器.2016
[7].王涛龙,梁庭,高利聪,张瑞,王心心.基于厚膜工艺的微型FAIMS生化气体传感器设计[J].仪表技术与传感器.2015
[8].张昊,崔永俊,刘玮.微型双气体红外传感器的设计与实现[J].传感器与微系统.2014
[9].黄硕.微型热式气体流量传感器的稳态传热研究[D].浙江大学.2009
[10].刘鑫.MEMS微型NO_2气体传感器的研究[J].传感器与微系统.2009
标签：分子力; 多场耦合; 非线性振动; 微机电系统(MEMS);