基于气液相转变效应的SAW气体传感器

摘要

针对传统涂敷敏感膜的声表面波(SAW)气敏传感器存在成膜困难、选择性差、重复性差以及再生性差等问题,提出了一种基于气体气液相转变效应来检测痕量挥发性有机气体(VOCs)的SAW气体传感器.建立了气液相转换效应模型,推导出传感器灵敏度与温度、有机蒸气质量分数之间的函数关系,并建立了VOCs液相凝聚层负载下的SAW波传模型,仿真计算了波传频散和波传衰减,从理论上阐释了传感器具有高灵敏度.同时引入气相色谱(GC)分离柱作为无敏感膜涂敷SAW气体传感器的选择性虚拟列阵,以解决这种高灵敏度气体传感器用于混合VOCs测量时的选择性问题.初步的实验结果表明,该传感器系统具有灵敏度高(可检测质量分数为10-9的VOCs)、分析时间短、选择性好、微型化、成本低等优势.