[发明专利]一种甲醛气体检测用的氧化锌气敏传感器

说明书

本发明公开了一种甲醛气体检测用的氧化锌气敏传感器，包括壳体和气敏组件，所述气敏组件设置在壳体内，所述壳体的上端开设有开口，所述壳体的内壁上固定连接有网罩，所述网罩与开口相接触，所述壳体的底部设置有底片，所述底片上固定连接有卡环，所述卡环与壳体的内壁卡接，所述气敏组件固定安装在底片上，所述气敏组件的底部固定连接有多个引线，多个所述引线穿过底片，所述气敏组件包括元件基座，所述元件基座上固定安装有四个Pt电极和两个加热极，四个所述Pt电极之间设置有气敏元件。本发明溶胶凝胶法制备的ZnO纳米颗粒在黑暗和光照状态下电流和电压曲线呈线性关系，ZnO纳米颗粒与Au电极的接触为良好的欧姆接触。

技术领域

本发明涉及气敏传感器技术领域，尤其涉及一种甲醛气体检测用的氧化锌气敏传感器。

背景技术

气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器，它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用，常采用半导体金属氧化物传感器，因尺寸小、成本低、结构简单、制备简单、使用寿命长而得到广泛应用，为了在各种纳米电子和纳米传感器中使用这种材料，合成纳米材料和制造高效小型化器件的强烈研究工作正在全球各地展开。

因为其暴露在各种成分的气体中使用，检测现场的温度、湿度等变化很大，工作环境较为恶劣，现有的半导体金属氧化物气敏传感器很容易受到环境的影响，因此当前的半导体金属氧化物气敏传感器的灵敏度和选择性有待提高，以甲醛气体检测为例，ZnO被证明是一种极好的气体传感材料，具有体积小，表比表面积大以及表面活性位点密度高等优点，可用于测量ppm（百万分之一）水平以上的氧化和还原目标气体，为此，我们设计一种用于检测甲醛气体的氧化锌气敏传感器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：现有的半导体金属氧化物气敏传感器很容易受到环境的影响，其灵敏度和选择性有待提高，而提出的一种甲醛气体检测用的氧化锌气敏传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种甲醛气体检测用的氧化锌气敏传感器，包括壳体和气敏组件，所述气敏组件设置在壳体内，所述壳体的上端开设有开口，所述壳体的内壁上固定连接有网罩，所述网罩与开口相接触，所述壳体的底部设置有底片，所述底片上固定连接有卡环，所述卡环与壳体的内壁卡接，所述气敏组件固定安装在底片上，所述气敏组件的底部固定连接有多个引线，多个所述引线穿过底片。

优选的，所述气敏组件包括元件基座，所述元件基座上固定安装有四个Pt电极和两个加热极，四个所述Pt电极之间设置有气敏元件，四个所述Pt电极分别通过铂丝线与气敏元件连接，所述气敏元件包括陶瓷管、Au电极和涂层。

优选的，所述涂层为ZnO粉末与松油醇、无水乙醇混合而成的糊状粉体。

优选的，所述涂层的制备方法包括：制备的ZnO粉末；选取适量ZnO粉末与松油醇和无水乙醇混合并研磨成糊状粉体；将所述糊状粉体涂覆在Au电极间的陶瓷管表面上，再将陶瓷管进行干燥和烧结。

优选的，所述涂层为乙酸锌与乙醇溶液、乙醇胺混合而成的溶胶。

优选的，所述涂层的制备方法包括：称取一定量乙酸锌溶入乙醇溶液中，并进行搅拌；逐滴加入乙醇胺搅拌；在烧杯中用乙醇滴定，配置成溶胶，然后搅拌至透明；将陶瓷管作为基板并进行超声清洗；采用浸涂法进行涂膜后干燥。

优选的，所述涂层为钛酸丁酯、无水乙醇、离子水、ZnO粉末、冰醋酸混合而成的胶体粉末。

优选的，所述涂层的制备方法包括：取一定量的钛酸丁酯加入无水乙醇中，并搅拌；将ZnO粉末溶于去离子水，然后滴加冰醋酸，使PH值保持在2-3；将制备出来的两种溶液混合、搅拌、静置得到胶体；将胶体烘干后研磨成粉末后退火处理，便得到ZnO掺杂TiO₂的溶胶；采用浸涂法对陶瓷进行涂膜。