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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃竣璞
研究生(外文):Chun-Pu Huang
論文名稱:以胺基酸為塗層的表面聲波氨氣感測元件之研製
論文名稱(外文):Surface Acoustic Wave Ammonia Sensors Based on L-glutamic Acid Hydrochloride
指導教授:沈季燕
指導教授(外文):Chi-Yen Shen
學位類別:碩士
校院名稱:義守大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:56
中文關鍵詞:表面聲波氨氣胺基酸靈敏度回復性穩定性
相關次數:
  • 被引用被引用:4
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近年來,表面聲波元件已在蓬勃發展的通訊科技領域佔了舉足輕重的地位,例如,行動電話中所內含的濾波器和雙工器即為表面聲波元件。另外,表面聲波在感測元件上的應用也日趨成熟與重要,這是由於表面聲波感測元件擁有體積小、靈敏度高、成本低、與再製性好等因素,因此可以被有效率地廣泛應用。在我們生活的周遭環境中,有許多我們無法察覺的有害氣體,常會造成人體莫大的傷害,所以感測這些有害氣體的存在是非常重要的。氨氣為一種有害氣體,存在於各種環境之中,例如工廠運作時,排放廢氣所造成的空氣污染;氨氣亦會存在於有病人體所呼出之空氣中。另外,在農業上,根莖類植物常會與病菌發生作用,同樣會發現氨氣的存在,因此,偵測氨氣的重要性與發展為近年來的感測器研究趨勢。
本論文利用以胺基酸為塗層的表面聲波元件來製作氨氣感測元件,主要優點為靈敏度高、回復性好、穩定性佳、體積小、成本低廉、以及可量測的動態範圍很廣並且可以在各種不同的環境下操作。本篇論文將探討表面聲波元件的基本運作原理,以及胺基酸的反應特性,當然,最重要的是,能夠瞭解表面聲波感測元件在不同環境下對氨氣的各種反應與感測特性。
In recent year, the surface acoustic wave (SAW) devices play an important role in the highly developed communications. For example, SAW filters and duplexers have been widely used in the mobile communication systems. Additionally, SAW devices are favored for use in chemical sensing applications because of their small size, low cost, high sensitivity, and reliability. There are lots of injurious gases in the ambient to often cause disease in humans. Consequently, the continuous detection of injurious gases is essential for personnel protection, industrial hygiene, and clinical diagnosis. Ammonia is frequently in the air pollution of factory, and can also be found in the breath of patient. Moreover, ammonia exists when the rhizome plants react with germ. Therefore, the development of ammonia sensors has received considerable attention in sensor fields.
The gas sensing properties of L-glutamic acid hydrochloride deposited onto 128oYX-LiNbO3 SAW delay lines are monitored in this study. The sensitivity, response time, reversibility, repeatability, selectivity, long-term stability, and environment effect of L-glutamic acid hydrochloride are also investigated. It uses the perturbation theory to describe the detection principle of ammonia SAW sensors. The SAW gas sensors based on L-glutamic acid hydrochloride exhibit good sensitivity and reversibility towards ammonia gas, and the results are highly repeatable.
中文摘要………………………………………………i
英文摘要…………………………………………iii
致謝……………………………………………..v
目錄…………………………………………………vi
圖表目錄…………………………………………….……………………………...viii
第一章 緒論…………………………………………………………………...….1
1-1 研究背景……………………………………………………..………….1
1-2 研究動機………………………………………………………………...3
第二章 表面聲波感測元件的理論分析…………………………………….…...6
2-0 聲波感測元件的基本原理……………………………………………………...6
2-1 聲波的理論基礎………………………………………………………………...6
2-1-1 聲波的類型……………………………………….……………………6
2-1-2 表面聲波的激發………………………………………………….……8
2-2 聲波感測元件的種類………………………………..…….…………………..12
2-3 聲波感測機制…………………………………………………………..……...16
2-4 聚合物薄膜特性與吸收機制………………………………..………………...18
2-4-1 聚合物的特性……….………………………………………………...18
2-4-2 吸收機制……………………………………………………….……...19
2-5 多孔性薄膜特性與吸附機制……………………………………………...…...20
2-5-1 物理性吸附……………….…………………………………...………20
2-5-2 化學性吸附………………………………………………….………...21
2-6 效能準則………………………………………………………………………..21
2-6-1 選擇性………………………………………………………….……...23
2-6-2 回復性………………………………………………….……….……..23
2-6-3 靈敏度………………………………………………………….……...24
2-6-4 動態範圍……………………………………………...………….……24
2-6-5 穩定度、重複性、可靠性、與重製性………………………….…...25
2-6-6 反應間……………………………………………………………....…25
2-6-7 環境效應……………………………………………………………....26
第三章 實驗方法與步驟………………………………….……………………...27
3-1 實驗方法…………………………………………………………………..27
3-2 實驗步驟…………………………………………..………..……………..28
第四章 結果與討論……………………………………………………………..30
4-1 室溫下表面聲波氨氣感測元件的響應…………………………………..30
4-2 溫度對表面聲波感測元件的效應…………………………………….….37
4-3 濕度對表面聲波感測元件的效應………………………………………..40
第五章 結論……………………………...………………………………………43
參考文獻……………………………………………………………..……………...44
授權書………………………………………………………………………….……47
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