GJH40进口激光甲烷传感器一种基于单个加热元件的甲烷传感器的甲烷检测应用方法，所述基于单个加热元件的甲烷传感器的加热元件通以较大电流或施加较大电压进入电流-电阻特性曲线中转折点左侧的工作区域加热器的加热温度在℃以上，所述转折点为电阻随电流或电压增大而出现的电阻最大点，当电流或电压继续增大时，电阻不再继续增大反而减小,温度传感器与温度传感器分别安装在温箱内壁与外壁上,单片甲烷气体检测器的正面与单片高温加热器的正面平行相对，对准后通过金属凸点的金属键合实现二者的紧密固定与电连接;对准后的单片甲烷气体检测器在单片高温加热器上的投影特征为:单片甲烷气体检测器的个固定端分别与单片高温加热器的个键合固定端重合，单片甲烷气体检测器的键合支撑端分别与单片高温加热器对应的支撑端重合，测温单元的中心与单片高温加热器的高温加热单元的中心重合，二者的中心到各自的支座具有相同的距离;单片甲烷气体检测器与单片高温加热器通过金属凸点金属键合固定后，测温单元与单片高温加热器的高温加热单元之间的距离范围为至;单片甲烷气体检测器的测温元件通过两个固定端单片高温加热器的两个键合固定端及其上的金属凸点与键合固定端相连接的两个电极引出端在单片高温加热器上构成一个二端子器件，在所述的与键合固定端相连接的两个电极引出端上进行引线键合可实现与外部电路的连接。GJH40进口激光甲烷传感器光刻形成正面刻蚀窗口图形，刻蚀去除掉正面刻蚀窗口图形内的氧化硅层，随后采用反应离子刻蚀方法干法刻蚀继续去除掉顶层硅，刻蚀停止于埋层氧化硅，刻蚀后在埋层氧化硅层上形成硅元件固定端的结构图形并刻蚀去除掉与背面刻蚀窗口对应的窗口内的其余氧化硅层及顶层硅，所形成的硅元件及与其连接的两个固定端与埋层氧化硅层上的其余顶层硅不相连，同一个硅元件的两个固定端不与硅框架支座上的其余顶层硅相连，也不通过硅框架支座上的其余顶层硅相连,微控制器连接于该调理电路，内部集成模数转换模块，将调理后的环境温度信号和甲烷浓度信号转换成数字信号,本发明的甲烷传感器的环境温度测量元件用于独立检测本发明的甲烷传感器的片上温度，这提供了与加热元件测量元件距离最近最真实的温度数据，有利于对测量数据进行最佳的温度补偿同时也为本发明的甲烷传感器智能化奠定了基础。

甲烷传感器产品介绍

甲烷传感器满足了我国煤矿监测井下甲烷浓度的需要。它可以连续自动地将井下甲烷浓度转换成标准电信号输送给配接设备，并具有就地显示沼气浓度值，超限声光报警等功能。传感器经国家防爆检验机关进行联机检验后, 可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。所述固定端设在型硅衬底上，包括型硅型硅上的氧化硅层及用作电引出焊盘金属，所述电引出焊盘金属设在型硅之上的氧化硅层上，且电引出焊盘金属通过氧化硅层的窗口与其下面的型硅直接接触构成欧姆接触，电引出焊盘金属与其下的型硅层接触部分没有氧化硅层,第二变换器连接风扇开关后与温箱风扇相连

甲烷传感器主要特点

1．采用单片微机和高集成数字化电路，使电路结构简单，性能可靠，便于维修与调试。

2．实现了红外遥控调校零点、标校点、报警点等功能,使调校方便简单。针对上述技术目的，本发明的目的是基于加工技术与倒装焊封装技术实现的，具体如下:该基于倒装焊封装的微型甲烷传感器包括单片高温加热器单片甲烷气体检测器和环境温度检测器,其中，五通阀中的四个通路分别连接甲烷供给设备甲烷供给设备零点气体供给设备以及空气供给设备

3．增加了传感器断电控制功能,并可任意设定断电点,实现了一机多用。

4．采用新型开关电源,降低了整机功耗,增加了仪器传输距离。

5．增加了故障自检功能,便于使用与维护。

6．设计了新的高强度外壳结构,增强了仪器抗冲击能力。

甲烷传感器适用条件

1、适用条件

环境温度：0℃～40℃

相对湿度：≤98%RH

大气压力：80kPa～116kPa

风速：0m/s～8m/s

适用于含有瓦斯或煤尘爆炸危险的煤矿井下。所述硅加热元件的硅加热器及硅悬臂外表面设有钝化保护层,所述固定端与电极引出端的顶层单晶硅层内设有掺杂硅层,本发明的甲烷传感器的加热元件测量元件与环境温度测量元件都以单晶硅为原材料加工获得，使得加工工艺统一简单，且工艺与兼容，采用工艺批量生产，成本低廉还可使加工的甲烷传感器具有良好的一致性互换性，易于实现批量校准，能进一步提高传感器性能并降低传感器校准环节的成本

甲烷传感器性能指标

测量范围：0.00%CH4～4.00%CH4

基本误差 % CH4

0～1.00% ±0.10

1.00～3.00 真值的±10％

3.00～4.00 ±0.30

分辨率： 0.01%CH4

显示方式：4位LED 显示，并能表示显示值的正或负。

响应时间：传感器的响应时间（T90）应≤20s

报警点：可调，传感器出厂时设定在1.00%CH4，报警误差：±0.05%CH4。

报警方式：声、光，其中：

a) 声级强度：≥80dB(A)；

b) 光可见度：20m处清晰可见。

工作方式：扩散式

断电功能：

a) 断电点：可调，传感器出厂时设定在1.50%CH4

b) 复电点：可调，传感器出厂时设定在1.00%CH4

防爆型式：矿用本质安全兼隔爆型

防爆标志：Exdib I Mb

输出信号：

a) 频 率：200~1000Hz；5~15Hz；5~155Hz；（电流脉冲输出或光电隔离输出）

b) 断电输出：5VDC/20mA的直流信号，或光电隔离输出。

外形尺寸：270 × 155 × 55mm

重量：≤1.3kg；

外壳材质：不锈钢。
本发明的甲烷传感器的环境温度测量元件用于独立检测本发明的甲烷传感器的片上温度，这提供了与加热元件测量元件距离最近最真实的温度数据，有利于对测量数据进行最佳的温度补偿同时也为本发明的甲烷传感器智能化奠定了基础,目前用于煤矿井下检测低浓度甲烷的仍多是基于传统铂丝加热的催化燃烧式甲烷传感器，其原理是基于甲烷气体的催化燃烧反应释热效应,将上述制备好的硅片置于四甲基氢氧化铵溶液，采用结自停止刻蚀从型硅衬底正面的刻蚀窗口开始湿法刻蚀，刻蚀时通过第七步制备的型硅衬底边缘上的金属给型硅衬底上的型硅施加正电压，所述正电压高于结自停止刻蚀的钝化电势，以使型硅衬底与型硅所形成的结处于反偏状态

GJH40进口激光甲烷传感器在型硅衬底的正面通过溅射淀积或蒸发的方法形成金属层，所述金属层的材料为铝，厚度至，金属层退火，从而形成与型硅之间的欧姆接触,并且，在使用时，单片甲烷气体检测器位于单片高温加热器的下方，这也有助于降低高温加热器的加热元件的功耗;上述的综合措施使本发明的甲烷传感器的整体功耗得以大幅降低。GJH40进口激光甲烷传感器采用保护层覆盖硅片的正面，所述保护层覆盖除加热元件测温元件悬空结构以及环境温度检测器的测量电阻以外的硅片正面部分;可采用光刻胶作为保护层;可采用微喷印设备在精确定位后制备所述光刻胶;也可使用覆盖在的正面的掩蔽版采用喷涂的方法制备所述光刻胶，所述掩蔽版露出除加热元件测温元件悬空结构以及环境温度检测器的测量电阻，其余的硅片正面部分被掩蔽版遮挡住,所述固定端设在型硅衬底上，包括型硅型硅上的氧化硅层及用作电引出焊盘的金属，所述电引出焊盘金属 设在型硅之上的氧化硅层上，且电引出焊盘金属 通过氧化硅层的窗口与其下面的型硅直接接触构成欧姆接触，电引出焊盘金属 与其下的型硅层接触部分没有氧化硅层,这两种甲烷传感器都不能很好的满足物联网对低功耗甲烷传感器的应用需求。