一种抗干扰气体传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种抗干扰气体传感器，涉及气体传感器领域。本发明专利技术的抗干扰气体传感器，在封装底座中设置有至少一组阵列传感器芯片，每组阵列传感器芯片均包括至少一个对目标气体和干扰气体均具有第一响应的目标气体气敏元件和至少一个对干扰气体具有第二响应的干扰气体气敏元件，其中，每组阵列传感器芯片设置成当待测气体中存在与某一种目标气体相对应的干扰气体时，用于区分目标气体和干扰气体，排除干扰气体对测量结果的干扰，防止产生误报，提高目标气体的检测识别度和精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰气体传感器
本专利技术涉及气体传感器领域，特别是涉及一种抗干扰气体传感器。
技术介绍
如何能精准的监控目标气体的浓度成为了目前气体传感器应用领域的一个很大的挑战，在过去的几十年里，基于多种敏感材料和各种转导机理的气体传感器逐渐成为趋势。目前，市场上使用最多的气体传感器大概分为以下几类：电化学传感器，半导体气体传感器，红外传感器，接触燃烧式气体传感器。电化学传感器因其灵敏度高的优点而广泛应用于甲醛、TVOC、臭氧等气体监测领域，但是其选择性及精度识别上并不是很理想，而且此类传感器的可集成化比较低，对于高速发展的传感器集成领域并不是一个很好的选择。接触燃烧式传感器适用于可燃性气体如H2、CO、CH4的检测。这类传感器的应用面广、体积小、结构简单、稳定性好，缺点是选择性差、检测气体单一。红外气体传感器是典型的吸收式光学气体传感器，是根据气体分别具有各自固有的光谱吸收谱检测气体成分，由于此种传感器的成本较高，因此很难普遍应用生活中。半导体金属氧化物因其低消耗、易生产化、小尺寸、测量简单等诸多优点已经广泛用于检测有害和有毒气体(H2S、CO、H2和NO2等)。传统的半导体金属氧化物气体传感器大多数以SnO2为主体材料的传感器，其特点是敏感材料气敏性能单一、灵敏度高，因此，很多基于微加工技术的微型半导体气体传感器应运而生，它们是集微型化、低功耗、易组装、易批量生产、成本低等诸多优势为一体的器件。但由于半导体传感器的选择性较差，针对目标气体的高选择性及抗干扰性测试方面仍需要改善和提高。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是要提供一种抗干扰气体传感器，以解决现有技术中气体传感器不能有效区分目标气体和干扰气体而经常产生误报的问题。本专利技术一个进一步的目的是要使得抗干扰气体传感器能够同时针对多种目标气体进行抗干扰检测。本专利技术另一个目的在于解决现有技术中抗干扰气体传感器的体积大、不容易集成化的问题。特别地，本专利技术提供了一种抗干扰气体传感器，用于区分目标气体和干扰气体，防止产生误报，其特征在于，包括封装底座和安装于所述封装底座内的至少一组阵列传感器芯片，其中，每组所述阵列传感器芯片均包括至少一个目标气体气敏元件和至少一个干扰气体气敏元件，所述目标气体气敏元件配置成对所述目标气体和所述干扰气体均具有第一响应，所述干扰气体气敏元件配置成仅对所述干扰气体具有第二响应，在只有所述第一响应发生时，所述抗干扰气体传感器判定所述待测气体中含有目标气体；且所述目标气体气敏元件为MEMS气敏元件或纳米材料气敏元件。可选地，当所述阵列传感器芯片的数量为多组时，多组所述阵列传感器芯片用于检测至少一种目标气体。可选地，当所述阵列传感器芯片的数量为多组时，每组所述阵列传感器芯片所检测的目标气体与其他任一组所述阵列传感器芯片所检测的目标气体均不相同。可选地，与一种目标气体相对应的干扰气体为一种或多种。可选地，所述干扰气体气敏元件为MEMS气敏元件或纳米材料气敏元件。可选地，所述目标气体为CO，所述干扰气体为乙醇。可选地，所述目标气体为甲醛，所述干扰气体为乙醇。可选地，所述目标气体为乙醇，所述干扰气体为氨气。可选地，所述目标气体为CH4，所述干扰气体为CO。可选地，所述封装底座设置有焊盘。可选地，所述纳米材料气敏元件的基底为硅基底、PCB基底、陶瓷基底等。可选地，所述目标气体气敏元件通过导电线线与所述焊盘电性连接，所述干扰气体气敏元件通过导电线与所述焊盘电性连接。可选地，所述目标气体气敏元件和/或所述干扰气体气敏元件通过胶黏或焊接的方式固定到所述封装底座内。可选地，所述封装底座包括至少一个沿所述封装底座厚度方向贯穿所述封装底座的第一通道标记点。本专利技术的抗干扰气体传感器，在封装底座中设置有至少一组阵列传感器芯片，每组阵列传感器芯片均包括至少一个对目标气体和干扰气体均具有第一响应的目标气体气敏元件和至少一个对干扰气体具有第二响应的干扰气体气敏元件，其中，每组阵列传感器芯片设置成当待测气体中存在与某一种目标气体相对应的干扰气体时，用于区分目标气体和干扰气体，排除干扰气体对测量结果的干扰，防止产生误报，提高目标气体的检测识别度和精确度。进一步地，本专利技术的抗干扰气体传感器中设置有多组阵列传感器芯片，不同的阵列传感器芯片能够对不同的目标气体进行抗干扰检测，以实现一个传感器能够对多种目标气体进行抗干扰检测，缩小体积、降低成本。本专利技术的气敏元件采用MEMS气敏元件和纳米材料气敏元件。MEMS气敏元件与传统的传感器相比，它具有体积小、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时，在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。纳米材料气敏元件不仅提高了灵敏度，而且大大降低了传感器工作温度、缩小了传感器的尺寸。因此，将上述两种气敏元件组成的阵列传感器芯片封装到陶瓷管壳中集成到一个封装底座内，不仅灵敏度好、功耗低，而且体积小，能更好的适应集成化趋势。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构图；图2是根据本专利技术另一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构图；图3是根据本专利技术又一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构图；图4是根据本专利技术一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构简图；图5是根据本专利技术另一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构简图。图中的附图标记为：1-封装底座，11-金属焊盘，12-第一通道标记点；2-阵列传感器芯片，21-目标气体气敏元件，22-干扰气体气敏元件，211-气敏材料点样区，221-陶瓷基底，222-纳米材料点样区；3-金线，4-金属丝键合点；100-抗干扰气体传感器。具体实施方式由于半导体类型的气体传感器的敏感性强，所以其对很多气体都有比较明显的响应，因此抗干扰性较差，经常存在误报。比如家用的CO燃气报警器同时也会对乙醇有很好的灵敏度，但是乙醇不属于有害气体，这就造成了在实际使用过程中添加料酒等含酒精的调料时会出现误报，给很多用户造成了不必要的麻烦。针对上述问题，专利技术人研发出一种新的具有抗干扰功能的传感器。图1是根据本专利技术一个实施例的抗干扰气体传感器的示意性平面结构图。如图1所示，一种抗干扰气体传感器100，用于检测待测气体中是否存在至少一种目标气体，包括一个封装底座1和阵列传感器芯片2。封装底座1用于为阵列传感器芯片2提供安装基础。封装底座1可以为陶瓷封装底座，根据实际需求选择尺寸的大小。阵列传感器芯片2的数量至少为一组，安装于封装底座1内，其中，每组阵列传感器芯片2均包括至少一个目标气体气敏元件21和至少一个干扰气体气敏元件22。目标气体气敏元件21为MEMS气敏元件或纳米材料气敏元件，对目标气体和干扰气体均具有第一响应，干扰气体气敏元件22只对干扰气体具有第二响应。在只有第一响应发生时，抗干扰气体传感器100判定待测气体中含有目标气体；在第一响应和第二响应同时发生或只有第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗干扰气体传感器，用于区分目标气体和干扰气体，防止产生误报，其特征在于，包括封装底座和安装于所述封装底座内的至少一组阵列传感器芯片，其中，每组所述阵列传感器芯片均包括至少一个目标气体气敏元件和至少一个干扰气体气敏元件，所述目标气体气敏元件配置成对所述目标气体和所述干扰气体均具有第一响应，所述干扰气体气敏元件配置成仅对所述干扰气体具有第二响应，在只有所述第一响应发生时，所述抗干扰气体传感器判定待测气体中含有目标气体；且所述目标气体气敏元件为MEMS气敏元件或纳米材料气敏元件。

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰气体传感器，用于区分目标气体和干扰气体，防止产生误报，其特征在于，包括封装底座和安装于所述封装底座内的至少一组阵列传感器芯片，其中，每组所述阵列传感器芯片均包括至少一个目标气体气敏元件和至少一个干扰气体气敏元件，所述目标气体气敏元件配置成对所述目标气体和所述干扰气体均具有第一响应，所述干扰气体气敏元件配置成仅对所述干扰气体具有第二响应，在只有所述第一响应发生时，所述抗干扰气体传感器判定待测气体中含有目标气体；且所述目标气体气敏元件为MEMS气敏元件或纳米材料气敏元件。2.根据权利要求1所述的抗干扰气体传感器，其特征在于，当所述阵列传感器芯片的数量为多组时，多组所述阵列传感器芯片用于检测至少一种目标气体。3.根据权利要求1或2所述的抗干扰气体传感器，其特征在于，当所述阵列传感器芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐红艳，孙旭辉，吴庆乐，徐瑞，
申请(专利权)人：苏州慧闻纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32