First, the mixed potential sensors

First, the mixed potential sensors were prepared, tested for different gases, and optimized for their hydrocarbon and NOx response. The sensors consist of a La1−xSrxCrO3 (LSCrO) working electrode, a Pt counter-electrode and YSZ (oxygen ion conductor) electrolyte. LSCrO pellet electrodes of different compositions (x = 0.1, 0.2, 0.3) were prepared from their respective powder versions procured from Praxair®. The powders were first uniaxially pressed in a 1.9 cm die at 15 MPa for 5 min and then isostatically pressed at 200 MPa for 5 min. Then, the LSCrO samples were sintered at 1650 °C for 10 h and box-rectangle shaped slices with dimensions approximately 0.1 cm × 0.02 cm × 0.01 cm were cut from this ceramic piece using a wet diamond saw. These small, ceramic LSCrO bars served as the working electrode for the sensor.

The prefabricated LSCrO electrode along with a Pt wire (dia. = 0.025 cm) were then partially embedded between two wet layers of YSZ tape to form a green sensor. Once dry, the excess YSZ with plasticizers and sintering aids is trimmed away to minimize the overall size of the sensor. The green body forming the sensor is then heated to sinter the electrolyte tape around the electrodes to achieve mechanical stability and the prerequisite ionic conductivity between the two electrodes. More details on the tape-casting process can be found elsewhere [32]. The sensor configuration is shown in Supplementary data Fig. S1. After fabricating the sensor, it was mounted on an alumina rod with Pt leads, which was then placed in a quartz tube and heated in a furnace to the desired operating temperature (500 °C). NO, NO2, NH3, C3H6, and CO were used as test gases, each with a concentration of 100 ppm. The flow rates of the various gas mixtures were controlled using analog MKS-brand mass flow controllers, while the voltage from the sensor was monitored using a Keithley 2400 Source Measure Unit (SMU) with the Pt electrode connected to its positive terminal. The flow rate of the mix gas was adjusted so as to give the appropriate concentration of the sensing gas in the test mixture. Air was used as the base gas (partial pressure of oxygen: 21%). The total flow rate was maintained at 200 sccm. Among the sensors tested, two devices were selected to detect explosives based on higher sensitivity levels to hydrocarbons and NOx with minimal interference to other gases. The HC and NOx sensor response is shown in Supplementary data Fig. S2.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ครั้งแรก เซ็นเซอร์อาจผสมได้เตรียม ทดสอบก๊าซต่าง ๆ และไฮโดรคาร์บอนและ NOx ตอบสนอง ประกอบด้วยเซนเซอร์ La1−xSrxCrO3 เป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน (LSCrO) Pt เคาน์เตอร์อิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ YSZ (ตัวนำไอออนออกซิเจน) อิเล็กโทรดเม็ด LSCrO ขององค์ประกอบที่แตกต่างกัน (x = 0.1, 0.2, 0.3) ถูกจัดทำขึ้นจากผงตามลำดับรุ่นของพวกเขาจัดหาจาก Praxair® ผงครั้งแรก uniaxially กดในแม่พิมพ์ 1.9 ซม.ที่ 15 MPa 5 นาทีแล้ว isostatically กดที่ 200 MPa 5 นาที จากนั้น LSCrO ตัวอย่างถูกเผาที่อุณหภูมิ 1650 ° C 10 h และชิ้นรูปสี่เหลี่ยมกล่อง มีขนาดประมาณ 0.1 ซม. × 0.02 ซม.× 0.01 ซม.ถูกตัดจากชิ้นนี้เซรามิกที่ใช้เพชรเปียกเห็น บาร์ LSCrO เล็ก เซรามิกเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดทำงานเซนเซอร์อิเล็กโทรด LSCrO สำเร็จพร้อมกับ Pt ลวด (เส้นผ่าศูนย์กลาง = 0.025 ซม.) ได้แล้วบางส่วนฝังระหว่างสองชั้นเปียก YSZ เทปแบบเซนเซอร์สีเขียว แห้งเมื่อ YSZ ส่วนเกินกับพลาสติก และเผาเอดส์ถูกตัดออกเพื่อลดขนาดโดยรวมของเซนเซอร์ ร่างกายสีเขียวรูปเซ็นเซอร์แล้วอุ่นไปเผาอาละวาดเทปอิเล็กโทรไลต์รอบขั้วไฟฟ้าให้มีเสถียรภาพทางกลและข้อกำหนดเบื้องต้นการนำไอออนระหว่างสองขั้วไฟฟ้า รายละเอียดเพิ่มเติมในกระบวนการหล่อเทปได้อื่น ๆ [32] การกำหนดค่าเซนเซอร์จะปรากฏในข้อมูลเสริมมะเดื่อ S1 หลังจากผลิตเซ็นเซอร์ มันถูกติดตั้งบนก้านอลูมินาที่มีลูกค้าเป้าหมาย Pt แล้ววางไว้ในหลอดควอทซ์ และอุ่นในเตาที่อุณหภูมิการทำงานที่ต้องการ (500 ° C) ไม่ ใช้ NO2, NH3, C3H6 และ CO เป็นก๊าซทดสอบ แต่ละคน มีความเข้มข้น 100 ppm อัตราการไหลของส่วนผสมก๊าซต่าง ๆ ถูกควบคุมโดยใช้ตัวควบคุมการไหลมวล ในขณะแรงดันจากเซ็นเซอร์ถูกตรวจสอบด้วยเครื่อง Keithley 2400 แหล่งวัดหน่วย (SMU) อิเล็กโทรด Pt ที่เชื่อมต่อกับขั้วบวกของแบ MKS อนาล็อก อัตราการไหลของก๊าซผสมถูกปรับปรุงเพื่อให้เหมาะสมความเข้มข้นของก๊าซตรวจวัดส่วนผสมทดสอบ ใช้อากาศเป็นก๊าซพื้นฐาน (ความดันบางส่วนของออกซิเจน: 21%) อัตราการไหลทั้งหมดถูกเก็บรักษาไว้ที่ 200 sccm ระหว่างทดสอบเซนเซอร์ อุปกรณ์ทั้งสองได้เลือกตรวจหาวัตถุระเบิดตามระดับความไวแสงสูงกว่าไฮโดรคาร์บอนและ NOx กับก๊าซอื่น ๆ รบกวนน้อยที่สุด ตอบสนองเซ็นเซอร์ HC และ NOx จะปรากฏในข้อมูลเสริมมะเดื่อ S2

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

First, เซ็นเซอร์ที่มีศักยภาพผสมถูกเตรียมทดสอบสำหรับก๊าซที่แตกต่างกันและเหมาะสำหรับไฮโดรคาร์บอนและการตอบสนองของพวกเขา NOx เซ็นเซอร์ประกอบด้วย LA1-xSrxCrO3 (LSCrO) อิเล็กโทรดทำงานเป็น Pt เคาน์เตอร์อิเล็กโทรดและ YSZ (ออกซิเจนไอออนดนตรี) อิเล็กโทร LSCrO ขั้วไฟฟ้าเม็ดขององค์ประกอบที่แตกต่าง (x = 0.1, 0.2, 0.3) ที่เตรียมจากผงรุ่นของตนจัดหาจากPraxair® ผงเป็นครั้งแรก uniaxially กด 1.9 ซม. ตายอยู่ที่ 15 เมกะปาสคาลเป็นเวลา 5 นาทีแล้วอัดขึ้นรูปที่ 200 MPa เป็นเวลา 5 นาที จากนั้นกลุ่มตัวอย่าง LSCrO ถูกเผาที่ 1650 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 10 ชั่วโมงและกล่องสี่เหลี่ยมรูปชิ้นที่มีขนาดประมาณ 0.1 ซม. × 0.02 ซม. × 0.01 ซม. ถูกตัดออกจากชิ้นส่วนเซรามิกนี้โดยใช้เลื่อยเพชรเปียก เหล่านี้มีขนาดเล็กบาร์ LSCrO เซรามิกที่ทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าที่ทำงานให้กับเซ็นเซอร์.

สำเร็จรูปอิเล็กโทร LSCrO พร้อมกับ Pt ลวด (Dia. = 0.025 ซม.) ได้รับแล้วบางส่วนฝังระหว่างสองชั้นเปียกของเทป YSZ ในรูปแบบเซ็นเซอร์สีเขียว เมื่อแห้ง YSZ ส่วนเกินด้วยพลาสติกและเผาเอดส์ตัดออกไปเพื่อลดขนาดโดยรวมของเซ็นเซอร์ ร่างกายสีเขียวรูปเซ็นเซอร์จะถูกความร้อนแล้วจะเผาเทปอิเล็กรอบ ๆ ขั้วไฟฟ้าเพื่อให้เกิดเสถียรภาพและการนำไอออนิกจำเป็นระหว่างสองขั้วไฟฟ้า รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการเทปหล่อที่สามารถพบได้ที่อื่น ๆ [32] การกำหนดค่าเซ็นเซอร์จะแสดงในรูปข้อมูลเพิ่มเติม S1 หลังจากผลิตเซ็นเซอร์มันถูกติดตั้งอยู่บนแกนอลูมิเนียมที่มีโอกาสในการขาย Pt ซึ่งถูกวางไว้แล้วในหลอดควอทซ์และอุ่นในเตาให้อุณหภูมิในการทำงานที่ต้องการ (500 ° C) NO, NO2, NH3, C3H6 และ CO ถูกนำมาใช้เป็นก๊าซทดสอบแต่ละคนมีความเข้มข้น 100 ppm อัตราการไหลของก๊าซผสมต่าง ๆ ที่ควบคุมการใช้ตัวควบคุมการไหลของมวลอนาล็อก MKS แบรนด์ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าจากเซ็นเซอร์ที่ถูกตรวจสอบโดยใช้ Keithley 2400 วัดมา Unit (SMU) กับขั้วไฟฟ้า Pt เชื่อมต่อกับขั้วบวกของมัน อัตราการไหลของก๊าซผสมมีการปรับเพื่อให้เป็นไปให้ความเข้มข้นที่เหมาะสมของการตรวจวัดก๊าซผสมในการทดสอบ เครื่องถูกใช้เป็นฐานก๊าซ (ความดันบางส่วนของออกซิเจน: 21%) อัตราการไหลทั้งหมดถูกเก็บรักษาไว้ที่ 200 SCCM ท่ามกลางเซ็นเซอร์ทดสอบอุปกรณ์ทั้งสองได้รับการคัดเลือกในการตรวจสอบวัตถุระเบิดขึ้นอยู่กับระดับความไวสูงขึ้นเพื่อไฮโดรคาร์บอนและ NOx ที่มีสัญญาณรบกวนน้อยที่สุดเพื่อก๊าซอื่น ๆ HC และ NOx ตอบสนองเซ็นเซอร์จะแสดงในรูปข้อมูลเพิ่มเติม S2

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แรก , ผสมที่มีศักยภาพเซนเซอร์ที่เตรียมการทดสอบสำหรับก๊าซที่แตกต่างกันและเหมาะสำหรับการตอบสนองของไฮโดรคาร์บอนและไนโตรเจนออกไซด์ . เซนเซอร์ประกอบด้วย la1 − xsrxcro3 ( lscro ) ทำงานไฟฟ้า , PT และเคาน์เตอร์ ซึ่งขั้วไฟฟ้า ( คอนดักเตอร์ไอออนออกซิเจน ) อิเล็กโทรไลต์ lscro เม็ดขั้วไฟฟ้าขององค์ประกอบที่แตกต่างกัน ( x = 0.1 , 0.2 , 0.3 ) เตรียมได้จากผงรุ่นของตนจัดหาจากแพรกซ์แอร์® . ผง uniaxially แรกกดใน 1.9 ซม. ตาย 15 MPa เป็นเวลา 5 นาทีแล้ว isostatically กด 200 MPa เป็นเวลา 5 นาทีแล้ว lscro จำนวนการเผาอบผนึกที่อุณหภูมิ 1650 ° C 10 H และกล่องสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดประมาณ 0.1 ซม. รูปร่างแผ่น× 0.02 cm × 0.01 เซนติเมตร ตัดจากชิ้นนี้เซรามิคใช้ เพชรเปียกเห็น เหล่านี้มีขนาดเล็ก บาร์ lscro เซรามิคทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้าทำงานกับเซ็นเซอร์การก่อสร้าง lscro ขั้วพร้อมกับ PT ลวด ( Dia . = 0.025 ซม. ) แล้วบางส่วน อยู่ระหว่างสองชั้นเปียกของเทป ซึ่งในรูปแบบเซนเซอร์สีเขียว เมื่อแห้ง ซึ่งส่วนเกินด้วยพลาสติกและเผาและตัดไปเพื่อลดขนาดโดยรวมของเซ็นเซอร์ สีเขียวร่างกายสร้างเซนเซอร์ความร้อนแล้วจะเผาอิเล็กโทรไลต์เทปรอบขั้วไฟฟ้าเพื่อให้เกิดเสถียรภาพ และมีการนำไอออนระหว่างสองขั้วไฟฟ้า รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการชี้ขาดเทปสามารถพบในที่อื่น [ 32 ] เซ็นเซอร์ปรับแต่งแสดงในรูปเสริมข้อมูล S1 . หลังจาก fabricating เซ็นเซอร์ มันถูกติดตั้งอยู่บนแกนอลูมินากับ PT นัก ซึ่งถูกวางไว้แล้วในหลอดควอทซ์และอุ่นในเตาที่อุณหภูมิที่ต้องการ ( 500 ° C ) ไม่ , NO2 nh3 c3h6 Co , , , และใช้เป็นก๊าซทดสอบแต่ละที่มีความเข้มข้น 100 ppm . อัตราการไหลของก๊าซผสมต่างๆ ควบคุมการใช้ Analog ยี่ห้อ MKS มวลไหลควบคุม ในขณะที่แรงดันจากเซ็นเซอร์ที่ถูกตรวจสอบโดยใช้หน่วยการวัดแหล่งคีธลี่ 2400 ( SMU ) กับ PT ขั้วเชื่อมต่อกับขั้วบวกของ อัตราการไหลของก๊าซผสมมีการปรับเพื่อให้ความเข้มข้นที่เหมาะสมของการตรวจวัดก๊าซในแบบผสม อากาศที่ถูกใช้เป็นฐานเติมน้ำมัน ( ความดันบางส่วนของออกซิเจน 21 % ) อัตราการไหลโดยรวมไว้ที่ 200 sccm . ระหว่างเซ็นเซอร์ตรวจสองอุปกรณ์ที่ตรวจจับวัตถุระเบิดตามระดับความไวต่อสารไฮโดรคาร์บอนสูงกว่าและมีค่าอัตราการแทรกแซงเพื่อก๊าซอื่น ๆ การประมาณและการตอบสนองเซ็นเซอร์น๊ แสดงในรูปเสริมข้อมูล S2 .