[实用新型]一种微型多维传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及空气质量检测领域，具体涉及一种微型多维传感器。

背景技术

雾霾的日益加剧，使得人们越来越意识到环境的重要性。目前通过建立针对城市空气中多目标气体的快速、准确、可靠的现场监测系统，实现实时、动态监测城市空气基本安全参数及状况已迫在眉睫。

由于环境空气背景复杂，含有CO、CO2、SO2、氮化物、苯、甲苯等有毒有害气体，而市场上的通用检测器(PID、FID、SAW等)，其气体响应范围都存在盲区，如PID、FID对CO、CO2、SO2、氮化物等不响应，且本身不具备抗干扰能力，这些缺陷使得这些通用型检测器很难在这种宽谱范围的复杂环境普及应用。

金属氧化物检测器是色谱领域中非常重要且应用广泛的一种检测器，这种检测器能检测的气体种类很多，可根据气体成分更换相应的敏感膜，就可实现对该气体的快速检测。

但传统的金属氧化物检测器，由于金属冒的封装形式，其死体积特别大，这就大大降低了其响应速度及检测灵敏度。而且，传统的金属氧化物检测器，由于敏感膜单一，因此其检测的气体组分(或种类)非常有限，而且由于封装的局限，检测器的死体积非常大，极大影响了检测器的响应灵敏度。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种微型多维传感器，本实用新型提供的微型多维传感器能够提高气体检测灵敏度，同时扩大气体检测范围。

具体地，本实用新型提供了以下技术方案：

一种微型多维传感器，包括：

基底以及设置在基底上的第一绝缘层；

所述第一绝缘层上设置有加热层；

所述加热层上设置有第二绝缘层；

所述第二绝缘层上设置有电极层，所述电极层包括N个相互独立的电极，所述N个相互独立的电极在沿所述电极层的水平方向上依次间隔分布，N≥3；

所述电极层上设置有敏感层，所述敏感层包括N-1个相互独立的敏感膜；所述N-1个相互独立的敏感膜在沿所述敏感层的水平方向上依次间隔分布，且每个敏感膜覆盖在相邻的两个电极之上；

其中，所述N-1个相互独立的敏感膜分别采用不同的敏感材料制备，用于检测不同的气体。

进一步地，所述加热层包括N-1个相互独立的加热器，所述N-1个相互独立的加热器在沿所述加热层的水平方向上依次间隔分布，且N-1个加热器与N-1个敏感膜一一对应。

进一步地，每个加热器在水平方向上的长度大于或等于与之对应的敏感膜在水平方向上的长度，且每个敏感膜均位于与之对应的加热器的加热区域内。

进一步地，所述加热器采用白金Pt制备，所述加热器的电阻为5～20欧。

进一步地，所述敏感材料包括氧化石墨烯、ZnO、SnO、ZrO₃、SnO₂、WO₃、CuO和In₂O₃。

进一步地，所述敏感膜为采用一种敏感材料制成的单层膜，或，所述敏感膜为采用两种或两种以上的敏感材料制成的复合膜。

进一步地，所述敏感膜采用纳米材料制成，所述敏感膜的形状为纳米线、纳米管、纳米纤维或纳米膜。

进一步地，所述敏感膜为掺杂敏感膜，所述掺杂物为石墨烯、碳纳米管、金属氧化物和贵金属中的一种或多种。

进一步地，所述掺杂物嵌入在所述敏感膜内或覆盖在所述敏感膜的表面。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的微型多维传感器，由于其敏感层包含多个敏感膜，而每种敏感膜采用不同的敏感材料制成，因此可以用于检测不同的气体。可见，本实用新型提供的微型多维传感器大幅扩大了气体检测范围。同时，由于本实用新型提供的微型多维传感器克服了传统检测器由于封装局限造成的死体积大、检测灵敏度低的缺陷，因此可以大大提高气体检测灵敏度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例提供的微型多维传感器的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的敏感膜的掺杂物的分布位置示意图。

具体实施方式