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题名基于共价有机框架材料的QCM二氧化碳气体检测系统
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作者
赵利强
向星岩
徐潇依
王刚
陈伟
张彤
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机构
北京化工大学信息科学与技术学院
吉林大学电子科学与工程学院
吉林大学集成光电子学国家重点实验室
汉威科技集团股份有限公司
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出处
《仪表技术与传感器》
CSCD
北大核心
2024年第8期53-59,共7页
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基金
国家重点研发计划项目(2021YFB3200403)。
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文摘
为了实现人居环境下高精度二氧化碳气体检测,设计了一种基于共价有机框架材料COF-5的石英晶体微天平(QCM)二氧化碳气体传感器及检测系统。分析了QCM质量灵敏度分布原理并进行了有限元仿真分析,利用超声法合成敏感材料,采用滴涂法制备基于金电极的QCM二氧化碳气体传感器,并设计了一种基于FPGA的二氧化碳气体检测系统。实验测试结果表明:开发的二氧化碳气体传感器及检测系统在二氧化碳气体浓度为2000~5000 ppm下表现出良好的线性响应,拟合曲线相关系数为0.988,系统灵敏度为0.034 Hz/ppm,响应时间为32 s,恢复时间为20 s,表现出良好的动态响应性能,系统最大绝对误差小于±25 ppm,且系统具有较好的重复性及选择性。
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关键词
共价有机框架材料
石英晶体微天平
二氧化碳检测
气体传感器
FPGA
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Keywords
covalent organic framework materials
quartz crystal microbalance
carbon dioxide detection
gas sensor
FPGA
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分类号
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于FPGA的高精度频率测量系统设计及应用
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作者
杨奥
向星岩
王刚
陈伟
赵利强
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机构
北京化工大学信息科学与技术学院
汉威科技集团股份有限公司
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出处
《计算机测量与控制》
2024年第9期133-141,共9页
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基金
国家重点研发计划课题(2021YFB3200403)。
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文摘
针对石英晶体微天平(QCM)传感器应用于气体检测需要高精度频率测量,设计了一种基于FPGA的高精度频率测量系统;提出了一种基于锁相环的等精度频率测量方法,降低了频率测量的理论相对误差;设计了频率测量系统整体架构,根据整体架构完成了基于FPGA的高精度频率测量系统硬件电路,设计了一种包括频率测量、通讯、程序固化等模块的嵌入式软件,实现了基于FPGA的高精度频率测量系统的集成,并将其应用于基于QCM的二氧化碳气体浓度检测;实验结果表明,频率系统测量绝对误差不超过0.35 Hz,误差平均值为0.268 Hz,最大相对误差为3.5×10^(-8),频率测量分辨率可以达到0.1 Hz,该系统测量误差较小,稳定性较好,在基于QCM的二氧化碳气体浓度检测中具有较好的应用前景。
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关键词
FPGA
频率测量系统
等精度测量
锁相环
气体检测
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Keywords
FPGA
frequency measurement system
equal-precision measurement
phase-locked loop
gas detection
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分类号
TN791
[电子电信—电路与系统]
TN274
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题名低功耗电阻型MEMS半导体气体传感器研究进展
被引量：1
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作者
赵利强
向星岩
王刚
李威
刘建钢
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机构
北京化工大学信息科学与技术学院
汉威科技集团股份有限公司
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出处
《微电子学》
CAS
北大核心
2023年第4期716-722,共7页
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基金
国家重点研发计划课题(2021YFB3200403)
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文摘
电阻型MEMS半导体气体传感器在环境空气质量监测和有毒有害气体检测等领域得到了广泛应用,但是受限于功耗较高的原因,这类传感器难以广泛应用于便携式气体检测系统。文章综述了近年来低功耗电阻型MEMS半导体气体传感器的研究进展,分别从气敏材料、传感器结构和传感器模组的集成电路等方面探讨如何实现低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器的制备,并展望低功耗的电阻型MEMS半导体气体传感器未来的发展方向。
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关键词
低功耗
微机电系统
半导体气体传感器
脉冲工作模式
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Keywords
low power
micro-electro-mechanical system
semiconductor gas sensor
pulse operation mode
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分类号
TN389
[电子电信—物理电子学]
TP212
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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