单壁碳纳米管无线瓦斯浓度传感器设计研究

针对物联网远程监测煤矿井下瓦斯浓度，提出基于功能化碳纳米管（FunctionalizedCNTs）的钯负载型单壁碳纳米管（Pd-SWCNTs）的瓦斯浓度传感器解决方案。传感器整体呈可弯折薄片状，集成有天线、T型阻抗匹配网络、CMOS射频/直流（RF/DC）整流器和Pd-SWCNTs传感器探头等功能模块。传感器构成物联网的感知端，其检测的瓦斯浓度信息由物联网的移动探测器接收并识别。研究表明：在环境温度为18～38℃的煤矿井下，移动探测器采用增益为215dBi的天线，发射功率为2W，在距离传感器1m处，对瓦斯的浓度从0增长到100×10－6的过程进行检测。结果显示：探测器接收信号强度标识指标对应增加4dB，相对模拟识别符指标对应增加3%。