研究目的
通过选择性传感器设计研究正交性对气体传感器阵列准确性和精度的影响。
研究成果
研究表明，传感器阵列的性能显著依赖于其组成传感器的正交性。采用选择性差异明显的传感器能提升区分能力与回归系数的稳定性，从而实现对气体混合物中分析物的准确、精确预测。这凸显了通过选择性传感材料工程来突破气体传感器阵列在准确性与精密度方面限制的重要性。
研究不足
该研究在干燥条件下进行，未探究湿度对传感器性能的影响。鉴于湿度是实际应用中常见的干扰因素，这可能是一个局限性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用火焰喷射热解法（FSP）制备选择性及非选择性气体传感器，并将其组装成不同尺寸与组分的传感器阵列。通过随机组合氨气、丙酮和乙醇（浓度范围为ppb至低ppm级）评估这些阵列的性能。
2：样本选择与数据来源：
传感器测试采用60种不同气体混合物，这些混合物由氨气、丙酮和乙醇随机组合浓度构成，其浓度水平对应典型人体呼出气体浓度。
3：实验设备与材料清单：
传感器通过FSP法制备并沉积于带有叉指电极的Al2O3基底上，采用铂加热器进行加热，气体混合物通过校准质量流量控制器配制。
4：实验流程与操作步骤：
使用万用表连续测量传感器响应值，响应值计算为空气中电阻与分析物存在时电阻的比值。通过多元线性回归（MVLR）评估传感器阵列性能。
5：数据分析方法：
采用MVLR预测分析物浓度，并通过6折交叉验证评估传感器阵列性能以防止过拟合。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
Multimeter
2700
Keithley
Used to measure the film resistance between the interdigitated electrodes continuously.
-
SEM
FE-SEM 4000
Hitachi
Used for scanning electron microscopy (SEM) to characterize the sensing nanoparticles.
-
Al2O3 substrates
Electronic Design Center, Case Western Reserve University
Used as a base for depositing sensing nanoparticles.
-
Mass flow controllers
Bronkhorst
Used to admix acetone, ammonia, and ethanol to obtain the desired gas mixtures.
-
Oven
30–3000 °C
Carbolite Gero
Used for thermal stabilization of the sensors by annealing.
-
登录查看剩余3件设备及参数对照表
查看全部
