前言

21世纪，气敏技术得到了极大的重视与发展，美国近几年气体传感器年均增长率为27％～30％。现在已被公认为对人类生命和健康、丰富国民生活以及促进其他技术发展产生重大影响。气敏元件、传感器及其产品具有十分广阔的现实市场和潜在的市场需求。总的看来，我国气敏元件传感器及其应用技术有了较快进展，但与国外先进水平仍有较大的差距，主要是产品制造技术、产业化及应用等方面的差距，与日本比较仍要落后10年。发展好气敏技术，不但能对其他领域的技术具有极大的推动作用，而且还能改善人类的生存条件和生活质量。本书写作的目的在于介绍现有气敏元件、传感器的工作原理、制备与检测技术及应用，为相关科技工作者提供帮助，并促进气敏技术进步。

本书围绕薄膜型气敏传感器的制备与应用展开论述，内容涵盖气敏传感器的制备工艺、检测方法与信号处理技术，并举例说明了气敏传感器的应用。

随着科学技术的发展，人们对传感器测试系统的测量精度提出了越来越高的要求。而传感器测试系统应用技术的关键，就在于能使这一传感器尽可能准确地测量出被测量来。本书第5章专门介绍气敏传感器信号的处理与融合，从解决传感器非线性输出信号的反演方法入手，以说明传统的与现代的曲线拟合技术与非线性信号补偿技术，讨论提高测量精度的各种方法。

最后以矿井瓦斯检测、油库漏气的检测、车辆驾驶人员呼气酒精含量检测等实例，说明了现实生活中气敏传感器的应用。

本书在下列几点有所创新：

①在国际上首次提出ZnO₂薄膜具有丙酮选择性灵敏度；

②提出了输入输出非线性信号的归十算法；

③提出了输入输出非线性信号的规范化算法；

④提出了氧化物薄膜的最佳掺杂含量的计算公式；

⑤提出了TiO₂氧化物薄膜的酒敏机理。

本书在成稿过程中，一些研究生帮助完成部分实验数据整理工作，同时也得到中国民航大学资深教授梁家昌先生及河北工业大学信息学院杨瑞霞教授、天津大学董峰教授、天津理工大学杨保和教授的大力推荐，在此表示感谢。

应该看到，尽管气敏传感器技术日益受到重视，但是在应用中仍然存在一定问题，气敏传感器的高稳定性、高选择性、室温测量和微型化仍然是当前气敏传感器研究的巨大挑战。但随着科学技术的飞速发展，各种新材料与新工艺不断地出现在气敏传感器的制备过程中，近代数字信号处理技术和人工智能的各种方法在传感系统中也得以广泛应用，极大地推动了气敏传感技术的发展，新的研究成果不断涌现。本书作为一个总结，更应该是一个开端，希望更多科技工作者投身到气敏传感器技术领域，在借鉴前人优秀成果的基础上，不断开拓创新，将气敏传感实现真正的实用化和产业化，为我们人类谋福利。

由于作者水平有限，不当之处在所难免，请广大读者批评指正。

作　者

2015年5月