上海微系統(tǒng)所創(chuàng)新突破：超小型雙通道CO?紅外傳感器問世
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所研究員李鐵團(tuán)隊在超小型二氧化碳(CO?)氣體傳感器研制方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊制備的傳感器具有尺寸小、功耗適中、性能穩(wěn)定、成本低以及在中紅外波段發(fā)光效率高等特點(diǎn)，具備良好的抗?jié)裥?、穩(wěn)定性和可重復(fù)性，在可穿戴呼吸監(jiān)測應(yīng)用中具有應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果以Ultra-compact dual-channel integrated CO?infrared gas sensor為題，發(fā)表在《微系統(tǒng)與納米工程》(Microsystems & Nanoengineering)上。
傳統(tǒng)的呼吸氣體分析儀因內(nèi)部CO?氣體傳感器的限制，存在體積龐大、功耗高等問題，難以實(shí)現(xiàn)對活動人群的可穿戴追蹤。
針對這一痛點(diǎn)，李鐵團(tuán)隊另辟蹊徑，開發(fā)出了一種集成微機(jī)電系統(tǒng)光源、熱電堆探測器及光學(xué)氣室的超小型CO?氣體傳感器。這款傳感器最小尺寸僅為12mm×6mm×4mm，最小功耗約為33mW，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間均為10s，工作溫度范圍為−20℃至50℃時，讀數(shù)誤差小于4%，展現(xiàn)出了較高的性能穩(wěn)定性和可靠性。
盡管超小型CO?傳感器的響應(yīng)時間已得到縮短，但不足以描繪呼出CO?的完整波形信息。同時，超小型CO?傳感器在便攜式呼氣監(jiān)測方面存在局限性?？蒲腥藛T將繼續(xù)探討增加微機(jī)電系統(tǒng)光源的調(diào)制深度、減小熱電堆紅外探測器的響應(yīng)時間常數(shù)、調(diào)整光學(xué)氣室的通風(fēng)口以及改變數(shù)字濾波算法等問題，以改善傳感器的響應(yīng)時間，實(shí)現(xiàn)對呼出CO?波形的完整采樣。
未來，隨著技術(shù)的不斷成熟和完善，相信這款超小型雙通道集成二氧化碳紅外氣體傳感器將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨(dú)特的魅力和價值。
素材來源：上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所
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