專利名稱：一種檢測無水肼的lb膜氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LB膜氣體傳感器，特別是涉及一種檢測無水肼的LB膜氣體 傳感器，屬于制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
肼氣體的檢測方法雖然有多種方法，但各有其特點(diǎn)。從實(shí)際使用的角度來 看，要求檢測的靈敏度要高。 一般應(yīng)優(yōu)于lppm。按當(dāng)前美國工業(yè)衛(wèi)生與健康協(xié) 會的要求標(biāo)準(zhǔn)，對肼濃度的檢測限應(yīng)達(dá)到0.05ppm即50ppb。其次是檢測器的 體積小、重量輕。此外，從星載和其它空間飛行器應(yīng)用的角度考慮，檢測器的 能耗還要盡可能的小。對于地面檢測來說，后面兩條要寬松得多。但本文的設(shè) 計(jì)總指導(dǎo)思想仍以上述三個方面來考慮。
如果以小型化為主來考慮，場效應(yīng)管式的氣體傳感器是一種很好的選擇， 它的特點(diǎn)是集成度高，輸出信號強(qiáng)，基本上無需二次信號的放大處理。缺點(diǎn)是 敏感薄膜對氣體的選擇性要強(qiáng)，穩(wěn)定性高，與器件工藝的兼容性差。如采用LB 膜，目前很難達(dá)到使用的要求。與場效應(yīng)管式結(jié)構(gòu)不同，平面微電極式和表面 聲學(xué)波式LB膜氣體傳感器在近年來受到廣泛的重視，特別是平面叉指微電極 式薄膜氣體傳感器，由于制作工藝相對簡單，成功的使用較大面積來減小由于 敏感薄膜局域結(jié)構(gòu)的缺陷等因素，特別是使用其敏感薄膜選擇性強(qiáng)、靈敏度高 的特點(diǎn)，補(bǔ)償了平面叉指微電極傳感器輸出信號較弱的缺點(diǎn)。
因此，從制造工藝技術(shù)方面來考慮，可選擇應(yīng)用平面微電極式工作模式。 為了提高探測靈敏度、降低工作溫度，可選擇LB膜作為氣體敏感薄膜。從實(shí) 際應(yīng)用的角度考慮，LB膜的穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，因?yàn)閷τ诖蠖鄶?shù)LB膜材料，分子之間是物理吸附作用的結(jié)合，環(huán)境作用引起的退化較為嚴(yán)重，因此選擇對 環(huán)境穩(wěn)定性較好的LB膜材料及其相關(guān)的處理方法是首先要考慮的問題之一。 采用平面微電極方式作為傳感器的工作模式后，二次信號的處理亦要認(rèn)真
考慮。由于選用LB膜作為敏感薄膜， 一般情況下LB膜的電導(dǎo)率很小，傳感器
二次電信號輸出很微弱，可根據(jù)常規(guī)高輸入阻抗的信號放大處理方法，由輸入
電流轉(zhuǎn)換為電壓，再進(jìn)行信號放大，輸出為0 2000mV的可讀信號。如果要求 給出相應(yīng)的探測氣體濃度，通過標(biāo)定，采用8086單片機(jī)，給出0.1 1000ppm
的氣體濃度值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提出用LB膜氣體傳感器檢測無水肼的方法。 LB膜氣體傳感器包括敏感薄膜、基片、微電極、電源、電流表等幾個部分。.
K敏感薄膜
LB膜氣體傳感器的敏感薄膜采用二硫雜環(huán)戊二烯絡(luò)合物(BDN) LB膜。
2、 基片
LB膜氣體傳感器的基片采用表面的光潔程度玻璃或者石英玻璃。
3、 微電極
LB膜氣體傳感器的微電極采用電導(dǎo)率高，環(huán)境的穩(wěn)定性高、制作工藝簡單、 厚度300nm左右、50微米的微電極寬度、歐姆接觸電阻(電壓/電流)最小金 屬Al。
4、 電源輸出為0 200V
5、 電流表靈敏度為l(r1QA
通過掩膜方法在玻璃基底3上刻蝕出微電極Al電極1，利用單分子層轉(zhuǎn)移 膜的方法將敏感薄膜2覆蓋在微電極Al電極1上，同時也與玻璃基底有接觸。 電源、電流表和微電極1成串聯(lián)關(guān)系。當(dāng)肼氣體作用于敏感膜2時，引起敏感薄膜2電阻的變化。在電源4給出的一 定的電壓下，電阻的變化導(dǎo)致回路電流強(qiáng)度的變化，信號由組成電路的電流強(qiáng) 度來獲得，電流的變化量受氣體種類和氣體量的調(diào)制。
將敏感膜暴露于探測氣氛中，電壓為o iooov，敏感膜電阻的變化范圍為
電阻106 10120，電流的變化為10'13 10—yA，既表明探測氣氛中含有肼氣體。
本發(fā)明的有益效果為檢測的靈敏度要高，對肼濃度的檢測限應(yīng)達(dá)到
0.05ppm即50ppb。肼氣體傳感器體積小、重量輕，特別是使用其敏感薄膜選擇 性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)，補(bǔ)償了平面叉指微電極傳感器輸出信號較弱的缺點(diǎn)。


圖1一LB膜氣體傳感器示意圖
圖中l(wèi)一基片、2—敏感薄膜、3—微電極、4一電源、5—電流表。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明的技術(shù)方案主要由基片1、敏感薄膜2、微電極3、電 源4、電流表5組成。
當(dāng)肼氣體作用于敏感膜2時，引起敏感薄膜2電阻的變化。在電源4給出的100V 電壓下，通過電流表測量電流由10—9八增大到1(T8A，這是說明檢測到肼氣體。
權(quán)利要求
1、一種用于無水肼探測的二硫雜化環(huán)戊二烯絡(luò)合物L(fēng)B膜，包括敏感薄膜、基片、微電極、電源、電流表；其特征在于連接關(guān)系為通過掩膜方法在玻璃基底3上刻蝕出微電極Al電極1，利用單分子層轉(zhuǎn)移膜的方法將敏感薄膜2覆蓋在微電極Al電極1上，同時也與玻璃基底有接觸，電源、電流表和微電極1成串聯(lián)關(guān)系。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于無水肼探測的二硫雜化環(huán)戊二烯絡(luò)合物 LB膜，.其特征在于敏感薄膜采用二硫雜環(huán)戊二烯絡(luò)合物(BDN) LB膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于無水肼探測的二硫雜化環(huán)戊二烯絡(luò)合物 LB膜，其特征在于基片采用表面的光潔程度玻璃或者石英玻璃。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于無水肼探測的二硫雜化環(huán)戊二烯絡(luò)合物 LB膜，其特征在于微電極采用厚度250-350nm、 50微米的微電極寬度、歐姆 接觸電阻最小金屬A1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種用于無水肼探測的二硫雜化環(huán)戊二烯絡(luò)合物L(fēng)B膜，其特征在于電源輸出為0 200V;電流表靈敏度為10^A。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測無水肼的LB膜氣體傳感器，屬于制造領(lǐng)域，包括敏感薄膜、基片、微電極、電源、電流表；通過掩膜方法在玻璃基底上刻蝕出微電極Al電極，利用單分子層轉(zhuǎn)移膜的方法將敏感薄膜覆蓋在微電極Al電極上，同時也與玻璃基底有接觸，電源、電流表和微電極成串聯(lián)關(guān)系。其中，敏感薄膜采用二硫雜環(huán)戊二烯絡(luò)合物L(fēng)B膜；基片采用表面的光潔程度玻璃或者石英玻璃；微電極采用厚度250-350nm、50微米的微電極寬度、歐姆接觸電阻最小金屬Al；電源輸出為0～200V；電流表靈敏度為10^-10A。本發(fā)明的有益效果為檢測的靈敏度要高，對肼濃度的檢測限應(yīng)達(dá)到0.05ppm即50ppb。肼氣體傳感器體積小、重量輕，特別是使用其敏感薄膜選擇性強(qiáng)、靈敏度高的特點(diǎn)，補(bǔ)償了平面叉指微電極傳感器輸出信號較弱的缺點(diǎn)。
文檔編號G01N27/30GK101470092SQ20071030464
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者巖 孫, 張劍鋒, 楊德全, 熊玉卿, 王潤福, 云 郭 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所