[实用新型]用于二元气体检测的微型热导式气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微机电制作的气体传感器，尤其涉及的是一种用于二元气体检测的微型热导式气体传感器。

背景技术

热导式气体传感器因其结构简单，并能够对多种气体进行响应，因此特别适合于二元气体的检测，且有着较为广泛的应用。现有的热导式气体传感器多基于热敏电阻，把检测元件和参考元件分别封装在待测气室和参考气室中，通过桥式电路的方法实现对气体组分的检测。这种类型的传感器体积较大，功耗高，难以实现集成化。

如何减小传感器的体积，降低传感器的功耗，并实现集成化和网络化应用，是气体检测领域内技术人员亟待解决的问题，也是气体传感从现在的分离元件检测到未来的传感网络检测所面临的难题。。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于二元气体检测的微型热导式气体传感器，实现对二元气体的组分和流量的检测。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：本实用新型包括基片衬底和分别设置于基片衬底上的微型加热器、组分传感器、流量传感器和温度传感器；所述微型加热器、组分传感器和流量传感器均为悬梁结构。

所述微型加热器、组分传感器和流量传感器的两端分别固定在基片衬底上，中间悬空。

作为本实用新型的优选方式之一，所述温度传感器为折线结构。

作为本实用新型的优选方式之一，所述微型加热器、组分传感器、流量传感器均为铂电阻。

作为本实用新型的优选方式之一，所述温度传感器为铂金属制成。

作为本实用新型的优选方式之一，所述基片衬底为硅片。

利用电路保持微型加热器的温度始终不变，并在其周围空间形成一个温度场，此时作为组分传感器和流量传感器热的电阻将检测的所在位置的温度。当气体的组分和流量发生变化时，组分传感器和流量传感器的温度也会发生变化，通过测量组分传感器和流量传感器的电阻变化即可得到待测气体的组分和流量。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：本实用新型通过电路保持微型加热器的温度恒定不变，通过检测组分传感器和流量传感器的温度变化来检测气体的组分和流量，因此工作更加稳定，精度更高；气体传感器的制造可以基于微机电加工技术实现，可以实现成本低的批量化制造；同时体积小、功耗低、易于集成，可以不需参考气室，能够植入待测气体的环境中使用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括基片衬底1和分别设置于基片衬底1上的微型加热器2、组分传感器3、流量传感器4和温度传感器5；所述微型加热器2、组分传感器3和流量传感器4均为悬梁结构。所述悬梁结构为：微型加热器2、组分传感器3和流量传感器4的两端分别固定在基片衬底1上，中间悬空。本实施例的温度传感器5为折线结构，温度传感器5的两端固定在基片衬底1上。所述基片衬底1为硅片。在基片衬底1上通过沉积刻蚀等工艺制作微型加热器2、组分传感器3、流量传感器4和温度传感器5。

微型加热器2为铂电阻，通电时形成一个热源。组分传感器3和流量传感器4均为铂电阻，温度传感器5为铂金属制成。

组分传感器3和流量传感器4通过检测自身的电阻值来实现温度检测。铂电阻因其稳定性高等特点，能够成为很好的加热器，通常能够在600摄氏度下保持长期的稳定工作。同时铂电阻也是很好的温度传感器5，通过预先标定后，铂电阻的自身电阻和温度有直接对应关系。

在实际应用中，通过反馈电路控制加热功率，使得微型加热器2的温度保持恒定不变，并在其周围形成一个温度场。此时组分传感器3和流量传感器4所处位置的温度会分别对应一个电阻值。当待测气体的组分或流量发生变化时，就会改变温度场的分布，并引起组分传感器3和流量传感器4的温度变化，进而改变其电阻值。因此通过检测这个电阻变化就能实现对待测气体的组分和流量的检测。与此同时，温度传感器5位于传感器基片上，能够实现对环境温度的检测，并用于修正最终的检测值。