[实用新型]一种小型化一体式超声辅助型MOS气体传感器

说明书

本实用新型公开了一种小型化一体式超声辅助型MOS气体传感器，包括励振装置、金属壳体、加热电阻、MOS传感材料、电极；励振装置粘结固定于金属壳体的下表面，电极贯穿于励振装置和金属壳体，加热电阻固定在电极顶端，处于金属壳体的几何中心，MOS传感材料固定于加热电阻的上表面。通过对励振装置施加激励电压产生振动，振动传至金属壳体，再传至壳体腔内的空气形成声场，声场中的声压驱动空气中的气体分子向MOS传感材料表面运动，以提高传感器的灵敏度及检测精度，且本实用新型结构紧凑,体积小,易于大规模生产和装配。

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种小型化一体式超声辅助型MOS气体传感器。

背景技术

气体传感器作为人们获取气体信息的重要工具之一，在环境检测与保护(大气质量、尾气排放、VOSs及其检测)、化工过程(工业气体排放，中间气体检测)和安防(酒驾加测，易燃易爆气体探测，有害气体监测)等领域发挥着重要的作用。随着社会发展，物联网建设成为一个新型产业，气体传感器作为环境检测的必备传感器将有助于建设环境物联网，但在实际使用时，存在对低浓度气体灵敏度过低，交叉敏感，功耗较大，体积大等问题。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型提供一种灵敏度及检测精度高，体积小的小型化一体式超声辅助型MOS气体传感器。

技术方案：本实用新型所述的小型化一体式超声辅助型MOS气体传感器，包括：励振装置、金属壳体、加热电阻、MOS传感材料、电极；励振装置粘结固定于金属壳体的下表面，电极贯穿于励振装置和金属壳体，加热电阻固定在电极顶端，处于金属壳体的几何中心，MOS传感材料固定于加热电阻的上表面。

励振装置采用单层环形压电片，结构简单，易于制作，工作频率范围16KHz-100MHz；金属壳体为中心对称体；加热电阻的工作温度为50-300℃；MOS传感材料采用膜材料、体材料或纳米材料中的一种制作。

工作原理：对励振装置施加激励电压，励振装置产生振动，振动传至金属壳体，从金属壳体的内表面传递至壳体内部空气中，振动在壳体空气中之间形成声场，声场中的声压驱动空气中的气体分子向MOS传感材料表面运动，增强气体分子与MOS传感材料的氧化还原反应，从而增强检测输出信号的强度。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的有益效果：1、提高了传统MOS气体传感器的灵敏度及其检测精度；2、结构简单紧促，体积小，适合大规模工业化生产需要。

附图说明

图1位本实用新型的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

图1为本实用新型的结构图，包括：励振装置1、金属壳体2、加热电阻3、MOS传感材料4、电极5；励振装置1粘结固定于金属壳体2的下表面，电极5贯穿于励振装置1和金属壳体2，加热电阻3固定在电极5顶端，处于金属壳体2的几何中心，MOS传感材料4固定于加热电阻3的上表面。

当对励振装置1施加激励时，励振装置1会产生与激励同频率的振动，振动传至金属壳体2，通过金属壳体2传递至其壳体内部的空气中，在包裹金属壳体2内部形产生声场，声场中的气体分子受到由声场产生的声压而运动，气体分子增强与MOS传感材料4反应，从而增强传感性能；励振装置和金属壳体粘接为一体，结构紧凑,体积小。

励振装置1：外径为10mm、内径为5mm、厚度为2mm；

金属壳体2：外径为8mm、内径为7.8mm、高度为7mm,加热电阻3厚度为1mm；

MOS传感材料4采用SnO₂颗粒敏感材料制作，工作温度为200℃，激振频率133.29kHz，激励电压100V,电压电流相位角为0°；当被检测气体为30ppm乙醇气体时，施加超声可把传感器的感度提高14倍。当励振装置和金属壳体的尺寸改变时传感器的体积就会随之改变，当激振频率、传感材料、被检测气体改变时，感度增强效果也发生改变。