一種多電極組合式集成氣體傳感器的制造方法
【專利摘要】一種多電極組合式集成氣體傳感器，屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】。其包括：絕緣基底、形成于基底上的加熱器及加熱器電極、形成于基底上以一定規(guī)則分布的N個敏感電極、形成于基底上的傳感薄膜。不同敏感電極相互不接觸，敏感電極與加熱器不接觸。傳感薄膜包含傳感微粒，并且覆蓋全部敏感電極表面。該傳感器特征是，N大于2，從N個敏感電極中，每次選擇兩個作為傳感器單元輸出，共有N(N-1)/2種組合，構(gòu)成了含有N(N-1)/2個傳感器單元的傳感器陣列。本發(fā)明的效果和益處是，相比于含有相同數(shù)量傳感器單元的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明減小了傳感器陣列體積、減少了電極的數(shù)量，即利用有限數(shù)量電極形成更多地傳感器單元。
【專利說明】一種多電極組合式集成氣體傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種新型氣體傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體傳感器是用于檢測一種或多種特定氣體存在的傳感設(shè)備，如檢測一氧化碳、VOC氣體等。其中，半導(dǎo)體氣體傳感器的原理是:采用半導(dǎo)體材料為傳感材料，當(dāng)氣體分子被材料表面吸附后，材料載流子濃度發(fā)生變化，從而改變該材料的電導(dǎo)率。
[0003]傳統(tǒng)氣體傳感器一般由一對敏感電極和一對加熱電極，這樣一個氣體傳感器單元具有四個電極，例如，2012年9月5日公告的編號為CN202421118U的中國專利，揭示一種氣體傳感器芯片，含有4個電極。目前，為了在實際應(yīng)用中提高氣體傳感器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，通常使用由多個氣體傳感器單元組成的氣體傳感器陣列，例如，2003年11月5日公告的編號為CN1453584A的中國專利，揭示了一種基于氣體傳感器陣列技術(shù)的食品氣味快速無損檢測方法及裝置。該發(fā)明將多個傳感器均勻交錯布置在條狀的反應(yīng)室，形成傳感器陣列，因此造成反應(yīng)室較大，且連接的傳感器陣列的電極數(shù)量較多。有鑒于此，提供一種能有效減小氣體傳感器陣列體積，同時能減少電極數(shù)量的集成氣體傳感器實為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種集成多個敏感電極的氣體傳感器，解決了傳感器陣列體積較大的問題，同時解決了傳感器陣列的電極較多的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種多電極組合式集成氣體傳感器，包括:絕緣基底、形成于絕緣基底上的加熱器及加熱器電極、形成于絕緣基底上并以一定規(guī)則分布的N個敏感電極、形成于絕緣基底上的傳感薄膜。其中，N大于2，不同敏感電極相互不接觸，敏感電極與加熱器不接觸；傳感薄膜含有傳感微粒，形成于絕緣基底上，并且覆蓋全部敏感電極表面。加熱電極在直流電壓下工作，通過調(diào)整加熱電極兩端電壓，控制傳感器陣列的工作溫度，并確保所有敏感電極處于同一溫度。在N個敏感電極中，每次選擇兩個敏感電極作為傳感器單元的信號輸出，共有N(N-1)/2種選擇，構(gòu)成了含有Ν(Ν-1)/2個傳感器單元的傳感器陣列。
[0007]本發(fā)明的效果和益處是，相比于含有相同數(shù)量傳感器單元的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明減小了傳感器陣列體積、減少了電極的數(shù)量，即利用有限數(shù)量電極形成更多地傳感器單元。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖1是實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N=4。
[0009]附圖2是實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N=4。
[0010]圖中:1、2、7、8為加熱器電極;3、4、5、6、9、10、11、12為敏感電極。
【具體實施方式】[0011 ] 以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0012]本發(fā)明提供了一種多電極組合式集成氣體傳感器，包括設(shè)置在絕緣基底上的加熱器和N個敏感電極。圖1和圖2是本發(fā)明的兩個實施例，敏感電極的數(shù)量都是4個，即N等于4，區(qū)別是敏感電極的形狀和分布不同。每個實施例的加熱器與敏感電極被設(shè)置在絕緣基底上。加熱器呈迂折狀分布于敏感電極片四周，敏感電極各自獨立且不與加熱器接觸。制備方法包括以下步驟:
[0013]多電極組合式集成氣體傳感器采用的加熱電極和敏感電極在同一基底上；
[0014]圖形制作過程為:對基底進行清洗并預(yù)處理，通過磁控濺射等工藝在基底拋光的表面濺射Pt膜，用勻膠機涂膠，在曝光機上曝光和顯影等，再進行反濺刻蝕形成加熱器電極和敏感電極圖形。敏感電極和加熱器的寬度和長度可以根據(jù)需要設(shè)計；
[0015]將加熱器電極和敏感電極電焊引出后，采用旋涂、滴涂等工藝在基底表面涂覆傳感薄膜，如碳納米管薄膜。加熱電極在直流電壓下工作，通過調(diào)整加熱電極兩端電壓，控制傳感器陣列的工作溫度，并確保所有敏感電極處于同一溫度。利用一對模擬開關(guān)每次選擇兩個敏感電極作為傳感器信號輸出，根據(jù)傳感薄膜的具體特性可以將電導(dǎo)、電壓或電容作為輸出。每個實施例含有4個敏感電極,一次選擇2個,共有6種選擇,構(gòu)成了含有6個傳感器單元的傳感器陣列。
【權(quán)利要求】
1.一種多電極組合式集成氣體傳感器，包括:絕緣基底、形成于絕緣基底上的加熱器及加熱器電極、形成于絕緣基底上并以一定規(guī)則分布的N個敏感電極、形成于絕緣基底上的傳感薄膜；其特征是N大于2，在N個敏感電極中，每次選擇兩個敏感電極作為傳感器單元的信號輸出，共有N(N-1) /2種選擇，構(gòu)成了含有N(N-1) /2個傳感器單元的傳感器陣列。
【文檔編號】G01N27/00GK103630575SQ201310657175
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】劉航, 唐禎安 申請人:大連理工大學(xué)