[发明专利]一种气体传感装置

权利要求书

1.一种气体传感装置，其特征在于，所述气体传感装置包括：

第一电源，用于提供大于30伏且小于8000伏的直流电；

等离子体模块，与所述第一电源的负极连接，用于利用所述直流电进行放电；

气体感应模块，与所述等离子体模块对应设置，与所述第一电源连接，用于与所述等离子体模块相互反应，产生电离现象；

所述气体感应模块包括源电极、漏电极、金属氧化物和绝缘衬底；所述源电极、所述漏电极和所述金属氧化物搭载在所述绝缘衬底的表面，所述金属氧化物设置在所述源电极和所述漏电极之间；

所述源电极与第二直流电源连接，所述漏电极和所述第一电源的正极连接，所述漏电极和所述第一电源的正极并均与地连接；利用光刻技术和电子束蒸镀将源电极和漏电极搭载在绝缘衬底表面；金属氧化物生长在绝缘衬底、源电极和漏电极上面，形成金-半接触；

气体传感装置的工作流程如下：

首先在相对湿度在10-70％的空气环境下，第一电源将大于30伏且小于8000伏的直流电作用在等离子体模块上，使得等离子体模块与气体感应模块之间产生电离现象；所述电离现象产生的电离区，分为等离子体区和单离子体区，所述单离子体区能够产生大量的O₂^-、活性更好的O^-、OH^-(H₂O)_n活性离子，同时该电离过程中产生的这些活性离子，吸附在金属氧化物表面上，然后停止第一电源供电，在等离子模块与气体感应模块之间通入被测气体，电离单离子体区产生的吸附在金属氧化物的OH^-(H₂O)_n离子，生成羟基基团，使金属氧化物的能带下弯，诱导金属氧化物表面更多的活性氧离子和被测气体中的有害气体成分发生氧化反应，反应后，活性氧离子所释放出的电子返回到金属氧化物中，使金属氧化物的电流增大，根据检测电流变化比例，进而实现对气体的检测。

2.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述等离子体模块与所述气体感应模块之间为相对湿度大于10％且小于70％的空气。

3.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述第一电源为摩擦纳米发电机装置或直流脉冲电源。

4.根据权利要求3所述的气体传感装置，其特征在于，所述摩擦纳米发电机装置包括：

摩擦纳米发电机，用于提供大于30伏且小于8000伏的交流电；

整流桥，分别与所述摩擦纳米发电机和所述等离子体模块连接，用于将所述交流电转换为直流电。

5.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述金属氧化物为氧化锌、氧化锡、氧化钨、氧化铁、氧化钛、氧化铜、氧化铟、氧化钴、氧化钒、氧化铬、氧化锗、氧化锰或氧化锆。

6.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述绝缘衬底的材质为二氧化硅、硅、玻璃或陶瓷。

7.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述源电极和所述漏电极的材质均为Cr/Au。

8.根据权利要求1所述的气体传感装置，其特征在于，所述等离子体模块为曲率半径为大于0.1μm且小于500μm的钨针。