用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，包括基片襯底和分別設(shè)置于基片襯底上的微型加熱器、組分傳感器、流量傳感器和溫度傳感器；所述微型加熱器、組分傳感器和流量傳感器均為懸梁結(jié)構(gòu)。本實用新型通過電路保持微型加熱器的溫度恒定不變，通過檢測組分傳感器和流量傳感器的溫度變化來檢測氣體的組分和流量，因此工作更加穩(wěn)定，精度更高；氣體傳感器的制造可以基于微機(jī)電加工技術(shù)實現(xiàn)，可以實現(xiàn)成本低的批量化制造；同時體積小、功耗低、易于集成，可以不需參考?xì)馐?，能夠植入待測氣體的環(huán)境中使用。
【專利說明】用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種微機(jī)電制作的氣體傳感器，尤其涉及的是一種用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]熱導(dǎo)式氣體傳感器因其結(jié)構(gòu)簡單，并能夠?qū)Χ喾N氣體進(jìn)行響應(yīng)，因此特別適合于二元氣體的檢測，且有著較為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的熱導(dǎo)式氣體傳感器多基于熱敏電阻，把檢測元件和參考元件分別封裝在待測氣室和參考?xì)馐抑?，通過橋式電路的方法實現(xiàn)對氣體組分的檢測。這種類型的傳感器體積較大，功耗高，難以實現(xiàn)集成化。
[0003]如何減小傳感器的體積，降低傳感器的功耗，并實現(xiàn)集成化和網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用，是氣體檢測領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員亟待解決的問題，也是氣體傳感從現(xiàn)在的分離元件檢測到未來的傳感網(wǎng)絡(luò)檢測所面臨的難題。。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，實現(xiàn)對二元氣體的組分和流量的檢測。
[0005]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:本實用新型包括基片襯底和分別設(shè)置于基片襯底上的微型加熱器、組分傳感器、流量傳感器和溫度傳感器；所述微型加熱器、組分傳感器和流量傳感器均為懸梁結(jié)構(gòu)。
[0006]所述微型加熱器、組分傳感器和流量傳感器的兩端分別固定在基片襯底上，中間懸空。
[0007]作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述溫度傳感器為折線結(jié)構(gòu)。
[0008]作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述微型加熱器、組分傳感器、流量傳感器均為鉬電阻。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述溫度傳感器為鉬金屬制成。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)選方式之一，所述基片襯底為硅片。
[0011]利用電路保持微型加熱器的溫度始終不變，并在其周圍空間形成一個溫度場，此時作為組分傳感器和流量傳感器熱的電阻將檢測的所在位置的溫度。當(dāng)氣體的組分和流量發(fā)生變化時，組分傳感器和流量傳感器的溫度也會發(fā)生變化，通過測量組分傳感器和流量傳感器的電阻變化即可得到待測氣體的組分和流量。
[0012]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:本實用新型通過電路保持微型加熱器的溫度恒定不變，通過檢測組分傳感器和流量傳感器的溫度變化來檢測氣體的組分和流量，因此工作更加穩(wěn)定，精度更高；氣體傳感器的制造可以基于微機(jī)電加工技術(shù)實現(xiàn)，可以實現(xiàn)成本低的批量化制造；同時體積小、功耗低、易于集成，可以不需參考?xì)馐?，能夠植入待測氣體的環(huán)境中使用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本實用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
[0015]如圖1所示，本實施例包括基片襯底I和分別設(shè)置于基片襯底I上的微型加熱器
2、組分傳感器3、流量傳感器4和溫度傳感器5 ;所述微型加熱器2、組分傳感器3和流量傳感器4均為懸梁結(jié)構(gòu)。所述懸梁結(jié)構(gòu)為:微型加熱器2、組分傳感器3和流量傳感器4的兩端分別固定在基片襯底I上，中間懸空。本實施例的溫度傳感器5為折線結(jié)構(gòu)，溫度傳感器5的兩端固定在基片襯底I上。所述基片襯底I為娃片。在基片襯底I上通過沉積刻蝕等工藝制作微型加熱器2、組分傳感器3、流量傳感器4和溫度傳感器5。
[0016]微型加熱器2為鉬電阻，通電時形成一個熱源。組分傳感器3和流量傳感器4均為鉬電阻，溫度傳感器5為鉬金屬制成。
[0017]組分傳感器3和流量傳感器4通過檢測自身的電阻值來實現(xiàn)溫度檢測。鉬電阻因其穩(wěn)定性高等特點，能夠成為很好的加熱器，通常能夠在600攝氏度下保持長期的穩(wěn)定工作。同時鉬電阻也是很好的溫度傳感器5，通過預(yù)先標(biāo)定后，鉬電阻的自身電阻和溫度有直接對應(yīng)關(guān)系。
[0018]在實際應(yīng)用中，通過反饋電路控制加熱功率，使得微型加熱器2的溫度保持恒定不變，并在其周圍形成一個溫度場。此時組分傳感器3和流量傳感器4所處位置的溫度會分別對應(yīng)一個電阻值。當(dāng)待測氣體的組分或流量發(fā)生變化時，就會改變溫度場的分布，并引起組分傳感器3和流量傳感器4的溫度變化，進(jìn)而改變其電阻值。因此通過檢測這個電阻變化就能實現(xiàn)對待測氣體的組分和流量的檢測。與此同時，溫度傳感器5位于傳感器基片上，能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境溫度的檢測，并用于修正最終的檢測值。
【權(quán)利要求】
1.一種用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，包括基片襯底(I)和分別設(shè)置于基片襯底(I)上的微型加熱器(2)、組分傳感器(3)、流量傳感器(4)和溫度傳感器(5);所述微型加熱器(2)、組分傳感器(3)和流量傳感器(4)均為懸梁結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，所述微型加熱器(2)、組分傳感器(3)和流量傳感器(4)的兩端分別固定在基片襯底(I)上，中間懸空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，所述溫度傳感器(5)為折線結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，所述微型加熱器(2 )、組分傳感器(3 )、流量傳感器(4 )均為鉬電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，所述溫度傳感器(5)為鉬金屬制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于二元氣體檢測的微型熱導(dǎo)式氣體傳感器，其特征在于，所述基片襯底(I)為硅片。
【文檔編號】G01N27/04GK203720132SQ201420109397
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】李永華, 張星辰, 曹宇 申請人:合肥西子灣電子科技有限公司