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作者:胡宗鑫;田兵;谭则杰;徐振恒;王海容;
单位:西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室;西安交通大学机械工程学院;南方电网数字电网研究院有限公司;
摘要:为了实现变压器油中溶解的乙炔气体检测,研发了一款基于Au修饰SnO_2气敏薄膜的乙炔气体传感器。通过射频溅射制备SnO_2薄膜,进而通过直流溅射制备Au并改变溅射时间,得到不同Au修饰量的气敏薄膜,采用微机电系统(MEMS)工艺开发了基于气敏薄膜的乙炔气体传感芯片。对比纯SnO_2以及不同Au修饰量的SnO_2气敏薄膜的气敏性能,结果显示,基于20 s-Au修饰的SnO_2薄膜MEMS乙炔传感器性能最佳,最佳工作温度为200℃,体积分数为1×10~(-6)的乙炔气体的响应值高达14,响应恢复时间分别为5 s和87 s,且具有良好的重复性,检测限低至0.1×10~(-6)(体积分数)。对比测试体积分数为1×10~(-6)下变压器油中溶解的氢气、甲烷等其他气体,所研发的MEMS乙炔气体传感器仍具有优越的选择性,在长期测试下保持良好稳定性,可为解决变压器油中溶解乙炔气体的检测难题提供一种元件选择。
关键词:变压器油;;乙炔;;Au修饰;;氧化锡;;气体传感器
基金资助:国家重点研发计划资助项目(2022YFB3206800);; 南方电网数字电网研究院股份有限公司科技项目(210000KC23010005)