研究了基于给-受体共轭聚合物双(2-氧代二氢吲哚-3-亚基) -苯并二呋喃-二酮和联噻吩(PBIBDF-BT) 超薄膜叠层晶体管的电学性能及氨气传感特性。使用相分离方法以及转移-刻蚀步骤制备了不同堆叠层数的PBIBDF-BT超薄膜。系统地研究了PBIBDF-BT超薄膜堆叠层数与器件性能的关系。实验结果表明, 单层PBIBDF-BT超薄膜器件对氨气具有良好的传感性能, 电学性能较差。超薄膜叠层能够有效提高传感器的电学性能, 随着超薄膜叠层数量的增加, 器件迁移率不断上升; 超薄膜层数增加为3层及更多时迁移率上升趋势变缓, 迁移率最大值为0.58 cm2·V-1·s-1。超薄膜叠层器件氨气传感性能在层数为2层后呈现下降趋势。通过PBIBDF-BT超薄膜叠层方法, 制备出在1.0×10-5氨气环境下, 迁移率为0.23 cm2·V-1·s-1、源漏电流变化百分比为90.7%、性能良好的OFET氨气传感器。

氨气是主要恶臭物质之一,为了实现工业环境污染源中氨气排放的连续监测,研制了中红外激光气体传感器,与传统近红外氨气传感器受干扰气 体影响较大不同的是,该传感器采用中红外分布反馈结构的带间级联激光器(distributed feedback inter-band cascade laser, DFB-ICL)为光源, 工作波长在3 μm附近,避免了水和CO2干扰气体的影响,同时以空芯光波导(芯径1 mm、长度5 m)做气体池,采用自制多通道数字锁相放大器, 同时解调1f和2f谐波信号,实现免校准测量,获得了传感器的梯度实验结果,线性度高达0.99917,不确定度高达0.9%。Allan方差评价结果显示其 稳定性非常出色,在最佳积分时间167 s时,本传感器的检测限低至9.7 ppb。

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术具有很高的选择性和灵敏度，能够实现污染区域环境中痕量氨气(NH₃)的在线检测。影响TDLAS 系统测量精度的因素有很多，温度和压力是最基本的两个影响条件。首先介绍了TDLAS 原理和实验系统，然后研究了温度变化对检测结果的影响，温度在-10℃~50℃之间，使用空芯波导(Hollow Waveguide, HWG)气体池对浓度为50 ppm 的NH₃ 进行检测，得到其二次谐波光谱图，从图中可以得出在该温度范围内，NH₃ 二次谐波信号幅度随温度升高而减小。温度不变，气体池内压力从0 kPa 变化到100 kPa 时，二次谐波信号的幅度随着压力增加而减小。根据实验结果，给出了该系统的温度压力修正公式。修正后，50 ppm 的NH3在不同温度下的最大检测相对误差为-5.5%。对30 ppm 的NH₃ 长时间监测结果表明，修正后系统能够适应现场监测需求。

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)为逃逸氨的现场抽取式的检测提供了可靠的技术手段, 现场环境中温度对二次谐波信号影响非常大, 必须要对检测的结果进行温度的修正。当温度从 25℃变化到 250℃时, 在 Herriott样品池中对 100×10-6的 NH3进行检测, 得到二次谐波光谱图, 结果显示二次谐波信号的幅度随温度的升高而减小, 线宽趋于平缓。当压力从 0 kPa变化到 100 kPa时, 二次谐波的信号峰值随着压力增加而减小, 线宽趋于平缓。根据上述实验结果, 给出了温度修正的公式, 通过对不同温度下 50×10-6浓度的 NH3进行修正, 来评价公式的可靠性, 修正后的最高误差为 5.1%, 极大地提高了测量的精度, 使系统能够适应高温环境下在线抽取式监测需求。

可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)具有高选择性、高准确性的优点, 为逃逸氨的在线检测提供了可靠的技术手段。首先研究了温度对NH3浓度检测的影响, 表明在25-300℃之间, 浓度随温度的升高而降低；然后在室温为25℃时, 利用TDLAS系统对浓度为10-100ppm 的NH3进行检测, 采集得到其二次谐波光谱。比较了单光程和多光程样品池测量结果, 得到单光程样品池最低检出限为22.9ppm, 多光程样品池的检测限为1.21ppm, 多光程样品池能够明显地提高检测精度。结果表明, 该系统能够适应现场测量环境。

A photoacoustic (PA) spectrometer with H-type first longitudinal resonant cells for ammonia detection is developed. A new PA cell structure is designed to accelerate the drift velocity of the sample gas near the cell surface, so that the short response time at the flow rate of 100 sccm (standard cubic centimeter per minute) is achieved. The response time of 5 min and detection limit of 0.86 ppbv is reached for ammonia concentration measurement with a Teflon polytetrafluoroethylene (PTFE) cell. Further improvement could be expected when using a brass cell with a high quality Teflon fluorinated ethylene propylene (FEP) coating.