基于MEMS技術的催化燃燒氣體傳感器

摘 要：在石油、化工企業，以及地下燃氣管道、加油站等地方，容易存在可燃氣體泄露的隱患。傳統的方法是用催化燃燒氣敏元件來檢測可燃氣體的泄露，隨著智能物聯網的發展，越來越多的研究者研究MEMS可燃氣體傳感器。MEMS可燃氣體傳感器是采用微機械加工技術制造出來的新型傳感器。與傳統傳感器相比，它不但具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、穩定性好、適于批量化生產、易于集成等特點，而且實現了智能化、多功能化。

關鍵詞：催化燃燒；MEMS；傳感器

中圖分類號：TP150.99 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）10-0179-03

Abstract：There is a risk of gas leakage in industrial enterprises，oil factories，underground gas pipelines，gas stations and other place. Traditional catalytic combustion gas sensor is used to detect the leakage of combustible gas. With the development of intelligent internet of things，more and more researchers are studying MEMS combustible gas sensor. MEMS combustible gas sensor is a new kind of sensor made by micromachining technology. Compared with the traditional sensor，it has the characteristics of small size，light weight，low cost，low power consumption，good stability，suitable for mass production，easy integration，intelligent and multi-functional.

Keywords：catalytic combustion；MEMS；sensor

0 引 言

微機電系統（MEMS）最先應用在壓力傳感器、加速度計上，近年來由于加工技術的發展與薄膜技術的提高，在氣體檢測方面也得到極大關注。

珠體狀的催化燃燒傳感器已經商品化，而MEMS催化燃燒傳感器由于受電極、敏感材料涂覆印刷工藝等因素的限制還未規模化生產。MEMS催化燃燒傳感器具有很多優點，例如功耗低、響應恢復快、易于小型化，適于制備微型檢測儀器，已經成為近年來研究熱點。人們認為MEMS催化燃燒傳感器是未來氣體傳感器的發展方向。

本文介紹了MEMS可燃氣體傳感器常見的元件結構、主要材料、工作原理及最近的研究進展，并簡述了今后面臨的難題。

1 MEMS可燃氣體傳感器結構與材料

1.1 MEMS可燃氣體傳感器結構

傳統催化燃燒氣體傳感器的結構如圖1（a）所示，由一對珠體組成，一個鉑絲線圈涂覆載體和催化劑，另一個鉑絲線圈涂覆載體，如圖1（b）所示分別焊接在金屬管腳上，組成黑白件。……