中科微感MEMS传感器系列——硫化氢传感器(CM-B111S)发布,精准可靠,高效保障

中科微感 20241227

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  • 传感器技术
  • 电阻
  • ppm浓度

硫化氢传感器在工业领域(如石油天然气行业、化工行业、污水处理行业、矿业行业)、环境检测领域(如室内监测和室外环境监测)、安全防护领域(如应急救援装备和个人防护设备)等有着广泛的应用需求。


现一有硫化氢传感器面临的技术挑战与局限



一、现有硫化氢传感器面临的技术挑战与局限




现有硫化氢传感器主要有电化学和半导体类型两种,电化学传感器具备较好的抗干扰性和稳定性,但其寿命较短、体积较大,且成本较高。而现有半导体抗干扰性和稳定性相对较差,容易受到其他气体的干扰。


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二、中科微感在硫化氢传感器上的技术突破




中科微感经过技术人员的不懈努力,于今日正式发布MEMS硫化氢气体传感器:

CM-B111S。


01

高精度测量

测量范围 0.1 ppm -100 ppm。传感器采用了全新的半导体纳米多层敏感薄膜材料技术和优化的物理气象沉积工艺,对硫化氢响应良好,在不同环境条件下仍能提供准确测量。

02

优秀的抗干扰性

增强了对其他常见气体(如乙醇、一氧化碳、二氧化碳等)的抗干扰能力,确保了传感器在复杂环境中依然能够提供精准的监测数据,提升可靠性。

03

小型化,长寿命

尺寸小巧,仅为 2.75×1.85×1.10 mm³,且采用高耐久性材料和优化设计,使用寿命大幅延长。


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三、性能测试彰显传感器可靠性





该传感器依托下图所示的标准模组,已经成功通过一系列严格的性能验证,现已具备优异的性能和可靠性。接下来,我们将详细介绍其各项性能指标。

 1、响应特性



如图所示为我司敏感材料对硫化氢的响应特性曲线,均在我公司的标准试验条件下测出。纵坐标表示传感器电阻比 Ra/Rg,Rg与Ra的定义如下:

Rg = 各种浓度气体中的传感器电阻值

Ra = 洁净空气中的传感器电阻值

图1 传感器响应图

说明:传感器最低能够检测到0.1 ppm,且对硫化氢响应高。


2、选择性测试



如图所示为我司敏感材料对不同气体的响应特性曲线,均在我公司的标准试验条件下测出。纵坐标表示传感器电阻比 Ra/Rg,Rg与Ra的定义如下:

Rg = 50 ppm气体中的传感器电阻值

Ra = 洁净空气中的传感器电阻值

图2 不同气体响应对比图

说明:图2为我司传感器对VOC气体、一氧化碳、二氧化硫以及硫化氢的响应对比图,由图可见我司传感器对硫化氢的选择性高且抗干扰性强。


3、响应时间



如图所示为我司传感器经过预处理后,静置于洁净的空气环境中达到稳定输出后,迅速放入设定浓度的测试腔内,达到该设定浓度63%和90%对应的输出值时,计算其阶跃响应时间值。纵坐标纵坐标表示传感器电阻比 Ra/Rg,Rg与Ra的定义如下:

Rg = 1 ppm硫化氢中的传感器电阻值

Ra = 洁净空气中的传感器电阻值

图3 传感器响应速度

说明:图3为我司传感器进行1 ppm硫化氢测试时响应速度,当传感器模组的浓度输出到达设定浓度的63%时仅需要8 s,到达设定浓度的90%时需30 s,传感器响应速度快。


4、硫化氢浓度标定(表1)



说明:表1为我司传感器模块在不同浓度硫化氢下浓度输出,浓度输出偏差<10%。


5、混合气测试



将我司传感器模块放入腔体中,依次注入5 ppm乙醇,5 ppm一氧化碳,5 ppm硫化氢,监测传感器浓度输出。

图4 传感器模块在混合气中浓度输出

说明:图4为在密闭腔体中依次注入5 ppm乙醇,5 ppm一氧化碳,5 ppm硫化氢时传感器的浓度输出,在5 ppm乙醇以及5 ppm一氧化碳时浓度输出都为0,在注入5 ppm硫化氢时模块浓度输出为4.35 ppm,由此可见我司传感器在混合气中依旧能准确输出浓度。


6、传感器寿命测试



将我司企业标准,传感器通电后放入恒温恒湿箱中,控制温度为85℃,湿度为85%RH,老化240 h后取出。静置1天后通电6 h进行测试,监测传感器性能的前后响应对比。

图5 双85测试前后响应电阻对比图

说明:图5为传感器进行双85测试前后响应电阻对比图,可以由图可见测试前后电阻变化不大,可以得出双八五240个小时(理论寿命10年)响应偏差<5%。


7、实验结论



我司硫化氢传感器对硫化氢响应良好且对VOC气体有一定抗干扰性,响应速度快且恢复时间短。



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四、未来展望





通过不断的创新与技术突破,中科微感硫化氢传感器在性能上取得了优异的效果。现如今,这款传感器不仅拥有卓越的高精度和长寿命,对硫化氢的选择性高且抗干扰性强,还具备快速响应、高灵敏度等突出优势,确保了在复杂环境下仍能够稳定运行。中科微感硫化氢传感器的技术进步为各行各业提供了更为精准和高效的监测解决方案,未来将继续推动高性能气体传感器在更多领域的广泛应用。



END

地址:浙江省宁波市镇海区庄市街道中官西路1277号A栋1102

电话: 0574-86699112


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中科微感

中科微感(宁波)科技有限公司成立于2022年6月,已获得20余项软著专利,核心研发团队攻克了长期制约人工嗅觉传感发展的核心材料、膜层沉积工艺、硬件算法等技术,开发出基于新型纳米敏感材料、微纳加工技术和人工智能算法的 MEMS 基金属氧化物半导体原理的人工嗅觉传感器产品(AI-Nose)及相关配套算法和平台。解决了人工智能嗅觉技术在市场应用中的关键问题:提供量产化的高一致、低成本、微型化的嗅觉传感器阵列硬件,填补了国内外气味识别感知产品的空白。目前已经在汽车电子、公安缉毒、大气环保监测、储能电池热失控监测等

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