如3.3.3节所示,传感器的使用将受到环境中湿度的影响。为了了解基于穴番-A的QCM传感器受温度的影响情况,将基于穴番-A的QCM传感器置于不同的湿度环境中,实时记录其频率变化,研究湿度对其的影响。图4-9为基于穴番-A的QCM传感器对不同湿度响应的频率变化曲线,由图中可以看出传感器对湿度的变化较为敏感,尤其是在大于60%RH的高湿环境下频率的降低尤为明显。
图4-9 基于穴番-AQCM传感器对空气湿度的变化
为了进一步了解湿度是对器件的影响,还是对穴番-A敏感薄膜的影响,将在不同湿度环境下空白谐振器和镀穴番-A膜的QCM传感器的频率变化量比较在图4-10中。可见湿度对敏感膜造成的影响远远大于对器件本身带来的影响。因此在传感器的实际应用过程中排除湿度的影响尤为重要,可以采用在测试气室前加上专门的除湿装置,或采用参考传感器采用差频补偿法去除湿度的影响,此外还可以将湿度变化稳定于某一范围内,以消除湿度的影响。
图4-10 空白QCM谐振器和基于穴番-A的QCM传感器对不同湿度的频率变化量
而温度对基于敏感膜的传感器的影响除了如前所述的对基底的影响外,还表现在对气敏材料的影响。有机分子作为气敏材料必须要具有性能稳定,无挥发性,不流失,热稳定性在常温常压下要好。采用热失重(TG)方法研究了穴番-A的热稳定性,所得结果如图4-11所示。在297.7℃以下,穴番-A具有很好的热稳定性,从297.7℃开始出现缓慢连续的热降解,在460℃~540℃之间发生大幅的降解。说明穴番-A材料的热稳定性好,这对于制备适应各种温度下高稳定性气体传感器有重要意义。
图4-11 穴番-A的热稳定性研究
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