二氧化氮傳感器在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用

隨著工業(yè)氣體泄露事件頻發(fā)，保障工業(yè)生產(chǎn)安全和以人為本思想也不斷深化，工人的健康問(wèn)題、安全問(wèn)題逐漸引起人們的關(guān)注。 

近些年來(lái)化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)有毒氣體的監(jiān)測(cè)越來(lái)越引起工廠的重視。二氧化氮（NO2）是一款重要的工業(yè)氣體，可用于工業(yè)水處理作殺菌消毒劑，也可作紙漿和纖維的漂自，面粉、油脂、食糖的精煉，皮革的脫毛等。同時(shí)，二氧化氮是有毒氣體之一，顏色呈紅棕色順磁性有刺激性氣味，易溶于水。低濃度（4ppm）的二氧化氮會(huì)使鼻子麻痹，可能導(dǎo)致過(guò)量吸收，長(zhǎng)期暴露在NO2濃度為40到100毫克/立方米的環(huán)境中會(huì)嚴(yán)重影響健康影響。因此，為避免二氧化氮?dú)怏w危害工作人員的身體健康，影響生產(chǎn)安全，對(duì)工廠二氧化氮?dú)怏w的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)就很有必要。

用于NO2監(jiān)測(cè)的儀器主要有基于光學(xué)方法如薩茲曼法、化學(xué)發(fā)光法的分析儀器。這些儀器雖然能夠分析數(shù)據(jù)，但是它們多為大型分析儀器，運(yùn)行成本高并需要日常維護(hù)，不適合工廠等室內(nèi)監(jiān)測(cè)。現(xiàn)在比較通用的方法是運(yùn)用氣體傳感器監(jiān)測(cè)，二氧化氮傳感器具有體積小、成本廉價(jià)等特點(diǎn)等簡(jiǎn)單快速的監(jiān)測(cè)環(huán)境中二氧化氮的濃度，二氧化氮的核心元件采用銦鎵鋅氧化物（IGZO）支撐的半導(dǎo)體薄膜晶體管，成功實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器的自動(dòng)化和微型化。

NO2氣體的核心傳感元件在于銦鎵鋅氧化物的半導(dǎo)體薄膜晶體管。這種材質(zhì)的薄膜表面富含電子，NO2分子容易吸附到薄膜表面電子上。當(dāng)吸附的分子越多，薄膜表面的電子消耗的也就越多，從而改變其電信號(hào)地輸出并觸發(fā)NO2監(jiān)測(cè)警報(bào)。

在完成監(jiān)測(cè)任務(wù)后，通過(guò)使用集成的LED燈發(fā)出的光將吸附的NO2分子釋放出來(lái)，即可恢復(fù)IGZO電子層，從而能夠再次激活傳感器使用。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種新型傳感器對(duì)NO2的檢測(cè)限可低至100ppb（十億分之一）量級(jí)。

除此之外，二氧化氮氣體傳感器的優(yōu)勢(shì)還在于其將氣體檢測(cè)器所要的傳感元件和信號(hào)處理組件集成到一個(gè)微系統(tǒng)中，輸出信號(hào)隨著NO2濃度變化而變化，形成一個(gè)獨(dú)立的、完整的傳感器件。

在室溫下實(shí)現(xiàn)NO2的檢測(cè)，并且通過(guò)可見(jiàn)光激活恢復(fù)器件的傳感功能，這就使得在城市中或汽車(chē)中大規(guī)模部署NO2氣體傳感器成為可能，為低廉、高效、高靈敏度的氣體檢測(cè)系統(tǒng)鋪平了道路。我們相信這種低廉的有害氣體傳感器的應(yīng)用對(duì)空氣質(zhì)量的控制起著積極的作用。

保障工廠生產(chǎn)安全，除了使用傳感器設(shè)備合理監(jiān)視之外，其主要預(yù)防措施是加強(qiáng)密閉、通風(fēng)，嚴(yán)格安全操作規(guī)章，加強(qiáng)宣傳教育，普及急救和預(yù)防知識(shí)，做好崗前及定期體檢的健康監(jiān)護(hù)工作。如果生產(chǎn)過(guò)程中，能定期進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和檢查監(jiān)控，或許能及早發(fā)現(xiàn)并把危險(xiǎn)控制在最小的范圍內(nèi)。