《微机电系统半导体气体传感器性能检测方法（征求意见稿）》编制说明

1微机电系统半导体气体传感器性能检测方法应用最广的一种气体传感器。基于微机电系统（MEMS,2泄漏监测、臭味或异味监测；另外，随着健感器研究、生产、应用企业，MEMS半导随之增多。然而，国内外却没有针对MEM有普遍适用性的检测标准，促进提升MEM3有社会公用计量标准476项，授权开展CNAS行前列。针对气体检测仪器和气体传感器建苏州慧闻纳米科技有限公司是一家世界领先的从事智能气体传感器研盛顿州立大学、中科院研究生院、东南大学、武汉大学等。公司建有经认定的企业研发中心，已研发出针对多种有毒有害气体（如甲醛、酒精、氨其中发明专利近20项。在昆山建成了国内首条年产千万级芯片的MEMS气体传感器生产线，同时公司作为智能气体传感器行业引领者，与中科院、清华等单位共同承担科技部2030“面向新一代人工智能的新型感知器件和4成立了由苏州市计量测试院为牵头单位，苏州慧闻纳米有限公司等相关单位为协作单位的标准工作组，负责标准的调研、起草、编制和修标准工作组工作人员对多家传感器企业进行了走访调研，并参考类似和相关的国家标准针对气体传感器的主要技术要求，深入研究、综合分析、试依据相关法律、法规、政策，收集、整理全省的相关标准、文件和资料，依托江苏省纳米技术标准化技术委员会的技术支撑，由标准工作组工作人员根据前期调研、分析结果，进行标准初期编制，完成相关标准验证实验，编写出“微机电系统半导体气体传感器性能检测方法”地方标准草标准草案稿编制完成后，标准工作组在苏州召开了标准稿件的征求意标准草案，此后，发布标准正式征求意见稿，在全省范围内征求各有关方讨论征求意见回复及完成草案修改。组织标准预评审会对修改后的草案进s6主要内容包括：一、范围；二、规范性引用文件；三、术语和定义；MEMS半导体气体传感器的优点有低功耗、高灵敏度、检出限低、响应时间快等。针对以上特点，标准中设置了传感器最低检测浓度项目，体现MEMS半导体气体传感器检出限低的优势。响应时间项目主要反映传感器的MEMS半导体气体传感器的缺点主要有选择性差，易中毒等。标准中引入抗干扰气体性能、抗中毒性能检测项目，通过将传感器暴露在已知或使用方要求的干扰气体或毒性气体中，定量测试传感器暴露后的响应情况，除了常规条件下的性能检测，标准还涉及了温湿度影响试验、长期稳方法验证试验以MEMS甲烷半导体气体传感器为例，传感器尺寸约为5mm×5mm×1mm，额定工作电压为3.3V，标识测量范围为(500～10000）试验，检测装置由制造商（苏州慧闻纳米科技有限公司7MEMS甲烷半导体气体传感器实物图传感器检测装置实物图试验方法：将传感器从检测装置上取下，只将检测装置连接到功率计读取检测装置的功率值W0，将传感器安装在检测装置上，再将检接到功率计上，给检测装置施加传感器额定工作电压，待功率计显示的功率值稳定后，读取功率值W0C，两者只差即为传感器的功率WC。8试验数据检测装置功率/mW检测装置+传感器功率/mW传感器功率/mW40.9101.860.9试验方法：将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，记录试验数据V0/VVs/VVr/VVi/V0.0281.2921.2911.2941.2941.2951.2961.2981.2071.2991.298试验方法：将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，注入试验气体，使浓度试验箱内的气体浓度达到2000μmol/mol（5000μ9试验数据mol/mol基础信号值/V通气稳定后输出信号值/V差值/V20002.230.9850002.4580002.54试验方法：将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，记录检测装置输出信号值V0，注入试验气体，使箱内的气体浓度达到2000μmol/mol，并开始计时，保持3min，记录传感器检测装置输出信号值Vs。将浓度试验箱内气体排净，待传感器在洁净空气中稳定后，重新迅速注入上述试验气体并开始计时，记录检测装置输出信号值达到Vs的90%的时间气体浓度下达到稳定值后，将传感器检测装置迅速移出浓度试验箱至洁净空气中并开始计时，记录检测装置输出信号试验数据气体浓度/μmol/mol响应时间恢复时间500021s试验方法：将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，记录排空步骤，共检测8h。试验数据02h4h6h8h漂移零点信号值15.2%标气信号值2.542.522.522.522.5312.7%将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，向浓度试验箱中中毒后试验数据mol/mol基础信号值/V通气稳定后输出信号值/V差值/V20000.930.2350000.960.3880000.960.51试验箱内气体排净，打开浓度试验箱门，然后使环境试验箱内温度恢复至试验数据mol/mol基础信号值/V通气稳定后输出信号值/V差值/V20002.152.370.2250002.112.450.3480002.082.510.43试验箱内气体排净，打开浓度试验箱门，然后使环境试验箱内温度恢复至试验数据（甲烷传感器，标识测量范围：(500～10000）μmol/molmol/mol基础信号值/V通气稳定后输出信号值/V差值/V20000.940.2550000.980.4180000.46将传感器检测装置放置于浓度试验箱中预热稳定后，将浓度试验箱放入环境试验箱内，打开浓度试验箱门，按小于1℃/min的升温速率升温至试验箱内气体排净，打开浓度试验箱门，然后使环境试验箱内温度恢复至试验数据mol/mol基础信号值/V通气稳定后输出信号值/V差值/V20002.070.1950002.190.3380002.270.44目前国内外相关的检测标准，多是针对气体检测仪器的，针对传感器气体传感器主要作为气体检测仪器的重要组成部分，传感器的检测只由研发传感器的制造商进行，使用方关心的只是终端产品气体检测仪器能否通气体传感器体积微小，却基本具备了气体检测仪器的功能，而且还可以作为检测模块集成在任何需要应用的设备中，因此，气体检测仪器类标准已对于传感器的检测，可以参考气体检测仪器的检测标准，但传感器的检测与气体检测仪器的检测有很大不同。首先，传感器体积很小，且易受气流冲击影响，不能像气体检测仪器那样通过标定罩实现进气检测，更多的需要应用检测试验箱。其次，传感器检测时记录的为传感器输出信号值的标准，国内有很多，但不完全适用于气体传感器的检测，电化学是针对电化学、催化燃烧原理的气体传感器，半导体原理的气体传感器与上述两种有所不同，家用和小型餐饮厨房用燃气报警器及传感器（GB/T34004-2017）是针对家用和小型餐饮厨房用气体传感器，参数选择与试验方法上更注重家用和小型餐饮厨房用途，普适性不强。且以上有关气体传突出MEMS半导体气体传感器的优势，如功率能够反映MEMS