[发明专利]一种基于选择性波段的气体传感器及其检测方法

说明书

本发明涉及一种基于选择性波段的气体传感器及其检测方法。本发明的一种基于选择性波段的气体传感器，包括金属氧化物传感器阵列和光源，光源是波长可变的光源，光源的波段包括180‑254nm波段、300‑320nm波段、340‑360nm波段、365‑400nm波段和500‑600nm波段，金属氧化物传感器阵列上设置有不同的氧化物敏感材料，在上述的某一波段的光的照射下，至少有一个金属氧化物传感器对其中一种待测气体的灵敏度较高，对其他待测气体的灵敏度较低。其有益效果是：同现有的传统加热式的气体传感器阵列技术相比，本发明一方面可以使传感器在室温工作，减少敏感材料的老化问题，提高传感器的稳定性，另一方面可以通过改变光波长，提高传感器对气体识别的选择性。

技术领域

本发明涉及电子元器件领域，特别涉及一种基于选择性波段的气体传感器及其检测方法。

背景技术

随着环境的恶化，工业排气如石油化工、煤化工以及机动车辆成为严重危害人们的生存环境和身体健康。因此，实施监测和察觉环境有害气体的浓度成为一项重要的技术需求。基于金属氧化物半导体的气体传感器是其中一项重要的技术。但是，在通常情况下，采用金属氧化物半导体敏感材料的气体传感器需要在200-500摄氏度之间工作，带来了较大的能量需求，另外，还会导致敏感材料在高温过程中加速老化，最终导致器件性能恶化，缩短了使用寿命。近来，人们开始采用纳米材料技术和光辅助激活的办法，尽量降低传感器的工作温度至室温。其中光辅助激活性金属氧化物半导体气体传感器得到了越来越多的关注，该技术的优势在于可以采用仅有几个毫瓦级别的LED灯，实现传感器对气体的高灵敏度，同时减小了敏感材料的老化过程，期望可提高传感器的使用寿命。但是，与传统的高温工作的传感器一样，依然存在着选择性差和灵敏度低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种选择性好、灵敏度高、稳定性好的基于选择性波段的气体传感器及其检测方法。本发明采用可变波长的光辅助增敏技术，采用金属氧化物集成式的微传感器阵列的方式，选取不同金属氧化物在不同波段对不同气体的灵敏度不同，来提高气体传感器的选择性；并可以使传感器在室温工作。

本发明提供的一种基于选择性波段的气体传感器，其技术方案为：

一种基于选择性波段的气体传感器，包括封装组件、金属氧化物传感器阵列和光源，封装组件将金属氧化物传感器阵列的氧化物敏感材料和光源封闭在一个密封空间内，封装组件包括进气口和出气口，光源是波长可变的光源或者波长范围固定不变的多个光源，光源的波段包括180-254nm波段、300-320nm波段、340-365nm波段、365-400nm波段和500-600nm波段，金属氧化物传感器阵列上设置有不同的氧化物敏感材料，在上述的某一波段的光的照射下，至少有一个金属氧化物传感器对某一种待测气体的灵敏度较高，对其他待测气体的灵敏度较低。

其中，金属氧化物传感器阵列的金属氧化物敏感材料是ZnO、TiO₂、SnO₂、CuO、In₂O₃、NiO或者WO₃中的任一种。

其中，气体传感器包括第一金属氧化物传感器、第二金属氧化物传感器、第三金属氧化物传感器、第四金属氧化物传感器、第五金属氧化物传感器、第六金属氧化物传感器和第七金属氧化物传感器；