低成本气体传感系统，用于可靠和准确测量天然气和生物甲烷中的甲烷，二氧化

低成本气体传感系统，用于可靠和准确测量天然气和生物甲烷中的甲烷，二氧化碳和硫化氢(中文8500字,英文PDF)
Stefan Knobelspiesa,b,1， Benedikt Bierera,1，Alvaro Ortiz Pereza，Jürgen Wölensteina,c，Janosch Kneera，Stefan Palzera,*
a实验室气体传感器，微系统工程系，德国弗莱堡大学
b可穿戴计算，瑞士苏黎世瑞士联邦理工学院电子实验室
c弗劳恩霍夫物理测量技术研究所（IPM），德国弗莱堡
摘要
我们介绍一种新型，低成本，精确和可靠的气体传感器系统的设计，开发和表征，用于检测天然气和沼气中最相关的气体，即甲烷、二氧化碳和硫化氢。特别是对于天然气网格的馈入，刚性火焰就位以确保气体的恒定高质量。为了允许大规模，低维护质量控制，我们提出了集成光声和基于金属氧化物的气体感测技术的鲁棒方法。我们的解决方案依赖于对每种单独的气体使用选择性检测技术。值得注意的是，我们采用新颖的光声测量设置来确定二氧化碳和甲烷的浓度，具有高精度和大动态范围。为此，仅使用一个光源来产生检测信号。硫化氢的检测通过使用氧化铜（II）作为气体敏感材料来实现。第一次，在氧耗尽，接近真实世界的大气中使用氧化铜（II）检测硫化氢的新方法。我们的研究结果显示了仅使用低成本组件对这些气体采用检测系统的可行性。这样可以大规模部署，以提高天然气的质量。该设计可以完全集成到微系统中。
关键词：小型气体传感器系统；光声检测；渗滤相变；CuO；天然气；生物甲烷