一种三电极电离式碳纳米管气体传感器的结构优化方法

摘要

本发明为一种三电极电离式碳纳米管气体传感器的结构优化方法，包括1)根据传感器尺寸、电极极间距、电极厚度、透气孔孔径和数量、引出孔孔径和数量、盲孔尺寸和数量，及模型尺寸单位，基于流体模型，建立传感器场域的二维轴对称模型；2)建立流体模型中的质量守恒方程、能量守恒方程和泊松方程；3)设定温度、大气压力和加载电压等初始条件，添加气体电离的反应式及其反应速率以及电极边界反应式；4)对传感器场域模型进行剖分，对碳纳米管和边界进行细刨分；设置传感器输出稳定时的时间范围，并设定时间步长；5)计算传感器的稳态输出电流密度，选择电流密度最大的结构作为最优结构。本发明为设计合理的电离式传感器提供有效的方法。

主权项

一种三电极电离式碳纳米管气体传感器的结构优化方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：(1)根据传感器的结构参数和模型尺寸单位，基于流体模型，建立传感器场域的二维轴对称模型；(2)建立流体模型中的质量守恒方程、能量守恒方程和泊松方程；(3)设定初始条件，添加传感器的气体电离的反应式及其反应速率以及电极边界反应式；(4)对传感器场域的二维轴对称模型进行剖分，对碳纳米管和边界进行细刨分，设置传感器输出稳定时的时间范围，并设定时间步长；(5)计算传感器的稳态输出电流密度，比较传感器输出电流密度，如满足要求，则确定该结构的传感器设计合理；否则，调整传感器结构参数，重复步骤(1)－(5)，直至满足要求。