微纳电离式矿井甲烷传感器安全放电及 敏感机理仿真

摘要：

矿井环境下甲烷检测对瓦斯灾害的防控至关重要.微纳结构电离式传感器有响应快、易集成等特点,有望实现甲烷的快速准确检测.目前该传感器内部机理尚不完备,缺少对甲烷放电安全特性的理论及参数指导.对此,采用流体-化学动力学混合方法,仿真研究甲烷-氮气混合气体在纳米尖端微米级间隙的放电动态过程.通过计算空间电荷引起的电场畸变程度,分析甲烷无火花放电的关键参数,并基于带电子输运过程阐明甲烷安全放电机理;分析正离子成分、电子能量随甲烷浓度的演化过程,最终建立器件宏观电特性与甲烷电离效应的联系,完善微纳电离式器件的敏感机理,并分析其敏感性能.该研究为制备矿用电离式甲烷传感器奠定了理论基础.

关键词：微纳米尖端电极、甲烷气体传感器、安全放电参数、敏感机理

所属期刊栏目：34

分类号：TM213(电工材料)

在线出版日期：2019-12-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：4870-4879