跨尺度的气体传感器敏感机理分析与结构优化的仿真方法

    公开(公告)号:CN114266173B

    公开(公告)日:2024-12-10

    申请号:CN202210118856.3

    申请日:2022-02-08

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明提供一种跨尺度的气体传感器敏感机理分析与结构优化的仿真方法,涉及传感器仿真技术领域。该方法包括微观尺度建模、介观尺度建模和宏观尺度建模。在微观尺度建模中,在吸附能和电荷转移量的共同作用下,选择出气敏材料理论上具有最高响应的目标气体;在介观尺度建模中,利用格子Boltzmann方法模拟待测气体的扩散;在宏观尺度建模中,建立多层结构的传感器模型,衬底材料为硅,支撑层为SiO2,Si3N4,加热电极、测试电极材料为铂。本发明通过微观,介观,宏观三种维度进行仿真建模分析,提供一种微观‑介观‑宏观的跨尺度,气体传感器气敏机理,气体传质,传感器热力优化的全流程解决方案。

    一种气敏材料与气体传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN114609196B

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202210277770.5

    申请日:2022-03-21

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明属于气体传感器技术领域,涉及一种气敏材料与气体传感器及其制备方法,所述气敏材料为钙钛矿型La1‑xFeO3,是钙钛矿相LaFeO3经酸性蚀刻选择性溶解La后获得的,本发明以硝酸镧和硝酸铁为原料,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,乙二醇作为溶剂,利用水热反应得到前驱体材料,高温退火后得到纯钙钛矿相LaFeO3粉末,然后将其分散在柠檬酸溶液中,室温下超声并搅拌特定时间后进行离心和烘干,将得到的粉末在空气氛围中烧结,得到酸性蚀刻的钙钛矿型La1‑xFeO3敏感材料。本发明基于酸性蚀刻策略的表面活性位点富集的钙钛矿型La1‑xFeO3敏感材料的气体传感器在检测微量丙酮方面有广阔的应用前景。

    一种基于空芯光纤微腔的自参考气体吸收光谱检测装置及方法

    公开(公告)号:CN115266640B

    公开(公告)日:2024-07-02

    申请号:CN202210939996.7

    申请日:2022-08-05

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 李晋 张凯 孟凡利

    Abstract: 本发明提供一种基于空芯光纤微腔的自参考气体吸收光谱检测装置及方法,装置包括:可调谐激光器、分光器、自参考校准单元、参考光探测器、气体浓度检测单元、气室、信号光探测器、数据处理模块和连接光纤,可调谐激光器发出的光信号被分光器分成强度相同的两路光信号,分别通过自参考校准单元和气体浓度检测单元,参考光探测器和信号光探测器分别用来检测经过自参考校准单元和气体浓度检测单元后的光信号功率,并传输至数据处理模块中进行对比分析,得到待测气体浓度。本发明可有效提高气体吸收光谱检测的性能指标,提升传感检测精度。

    一种基于信息熵的半导体气体传感器温控电压优化方法

    公开(公告)号:CN117890440B

    公开(公告)日:2024-06-11

    申请号:CN202410288280.4

    申请日:2024-03-14

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 赵勇 王浩 孟凡利

    Abstract: 本发明提供一种基于信息熵的半导体气体传感器温控电压优化方法,涉及半导体气体传感器技术领域,本发明通过动态温控电压参数、气体湿度参数、气体流速参数与半导体气体传感器响应信号信息熵之间的关系,并建立动态温控电压优化模型结合智能优化算法,从而实现温控电压参数的优化功能。改变了温控电压参数设置由人工专家凭条件实验设置的现状,提高了气体监测的工作效率。

    一种材料气敏性能预测方法
    16.
    发明公开

    公开(公告)号:CN114493039A

    公开(公告)日:2022-05-13

    申请号:CN202210145664.1

    申请日:2022-02-17

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明提供一种材料气敏性能预测方法,通过输入高通量的基本材料结构及合成方法参数,经过高通量计算得到气敏性能预测模型,对气敏材料的气敏性能进行预测,利用MATLAB构建机器学习模型后,当需要对某一新材料的性能进行判断时,则只需输入气敏材料的各项基本信息,即可通过计算得到预测的材料气敏性能表现;再利用实验手段得到真实数据,得到预测性能与实际性能间的差值,进一步优化气敏性能预测模型的准确度。当需要查阅某一气敏材料性能及其改进性能时,只需输入气敏材料分子式即可查阅关于该气敏材料的全部气敏结果输出,为设计实验方案提供新思路。

    一种α-Fe2O3/FeOOH复合功能材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN108217750A

    公开(公告)日:2018-06-29

    申请号:CN201810194725.7

    申请日:2018-03-09

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明涉及一种α‑Fe2O3/FeOOH复合功能材料及其制备方法和应用,属于新材料领域。一种α‑Fe2O3/FeOOH复合功能材料,其特征在于:所述复合材料为FeOOH将α‑Fe2O3包覆于其内形成的复合材料,所述复合功能材料的外形为纺锤形纳米棒结构,其纳米棒的长度为100~1000nm,横向最大尺寸为10~60nm。本发明通过目标产物中的羟基与醇类气体上的羟基之间的相互作用增加气体的吸附概率,利用氧化物和羟基氧化物的协同作用实现对挥发性有机物的检测,尤其是对正丁醇气体的高选择性和高灵敏度检测,对于实现其他醇类气体的高选择性、高灵敏度检测有一定的参考价值。

    一种基于信号多特征数据的易制毒气体浓度软测量方法

    公开(公告)号:CN115656437B

    公开(公告)日:2024-06-11

    申请号:CN202211314862.2

    申请日:2022-10-26

    Applicant: 东北大学

    Inventor: 孟凡利 王浩 赵勇

    Abstract: 本发明提供一种基于信号多特征数据的易制毒气体浓度软测量方法,涉及气体浓度分析技术领域。本发明通过建立梯度图像特征和信号特征与气体浓度样本库,应用SVR(支持向量回归)算法拟合出梯度图像特征和信号特征与气体浓度之间的关系,从而实现判断易制毒化学品气体浓度的功能。改变了判断易制毒化学品气体浓度由人工化验评估的现状,提高安防检测人员的工作效率。

    三氧化钼纳米结构敏感材料及相应氨气传感器及制备方法

    公开(公告)号:CN110879238B

    公开(公告)日:2021-08-24

    申请号:CN201911022556.X

    申请日:2019-10-25

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明的三氧化钼纳米结构敏感材料及相应氨气传感器及制备方法,属于半导体氧化物气体传感器技术领域。制备时,取相应量钼酸钠和硫脲,柠檬酸和十六烷基三甲基溴化铵,混合成溶液后,经加热保温干燥后获得MoS2粉末,相应温度下煅烧获得MoO3粉末敏感材料。并将该敏感材料配成浆料后涂覆于基座表面,相应温度下进行烧结,并相应设置电极,基座内部引线设置加热层,制得传感器。该传感器对氨气表现出超高的灵敏度,对100ppm氨的响应达到4000,检出下限可达100ppb。制备器件的工艺简单、体积小、适于大批量生产,在检测环境中氨气污染物方面有广阔的应用前景。

    电导-催化发光双通道气体传感器、检测装置及检测方法

    公开(公告)号:CN108195826B

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN201711374315.2

    申请日:2017-12-19

    Applicant: 东北大学

    Abstract: 本发明公开了一种针对挥发性有机物的电导‑催化发光双通道气体传感器、检测装置及其检测方法,所述传感器具有:敏感元件,其对气体敏感并能够在不同温度下同时产生相对应的电导信号和发光信号;所述敏感元件至少具有基底;沉积于基底上的敏感层,所述敏感层包括纳米敏感材料,所述纳米敏感材料对气体敏感并同时产生电导信号和发光信号;加热层,所述加热层用以改变基底以及敏感层的温度。所述检测装置具有:所述传感器以及对所述电导信号和发光信号进行检测的信号检测模块。本发明能够提高对挥发性有机物检测的选择性,大幅度降低误判、漏判率且同时提高所述传感器的灵敏度和响应速度。

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