CN113144760B - 一种便于对中的团簇束流过滤器及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于对中的团簇束流过滤器及其应用，包括主体构件和对中辅助构件，主体构件包括环形底座、固定环及过滤锥；环形底座一端外侧设有外台阶环，固定环的内侧设有内台阶环，固定环套设在环形底座外，通过第一连接件与安装平面连接，环形底座与固定环的内壁之间间隙配合，外台阶环顶面与内台阶环顶面相贴合；过滤锥与环形底座可拆卸连接；对中辅助构件包括对中辅助环和与对中辅助环内径相匹配的、套设在对中辅助环内的对中辅助棒；对中辅助环与环形底座可拆卸连接。本发明将过滤锥安装在一个位置可调的底座上来实现位置调动功能，并通过辅助对中装置使过滤器对中于团簇束流轴线上，达到沉积高质量团簇组装薄膜材料的目的。
Description
技术领域
本发明涉及团簇束流沉积装置领域，尤其是涉及一种便于对中的团簇束流过滤器及其应用。
背景技术
团簇束流沉积技术是最近几十年来发展起来的纳米结构与功能薄膜精细制备的先进手段，是一种过程简单、高效、快速和低成本的技术。同时，所形成的纳米结构具有高纯、稳定等显著优点，受到学界和业界广泛关注。团簇束流沉积系统制备纳米材料的主要流程包括：(1)在冷凝腔中，通过溅射、激光烧蚀、弧光放电或热蒸发等手段产生高密度靶材原子气；(2)靶材原子气在冷凝室中，与缓冲气体相互碰撞释放能量，成核生长成为团簇粒子；(3)团簇粒子在差分真空系统下，随惰性气体通过喷嘴等熵膨胀形成团簇束流；(4)再经过过滤器，过滤掉一部分团簇粒子，使其余部分进入高真空沉积室内，形成高度定向的尺寸分布更均一的团簇粒子束流。例如，一种在中国专利文献上公开的“WO3团簇束流沉积系统及利用其制备WO3薄膜的方法”，其公开号CN103789738A，包括：壳体，在所述壳体内从前至后依次设置有团簇源室、第一级差分真空室、第二级差分真空室和沉积室，在所述第一级差分真空室、第二级差分真空室和沉积室的前端内部分别设置有气体动力学喷嘴。
在团簇束流的形成过程中，为了获得更高的束流强度，达到更好的过滤效果，各差分真空室和沉积室上的喷嘴和过滤器的小孔应处于产生的束流的轴线上，并且这些部件中心孔应保持对中。然而，现有的团簇束流设备在加工及装配过程中不可避免的会产生误差，导致各过滤器和喷嘴的孔中心往往不在一条直线上，不完美的对中往往会影响团簇束流的强度和粒子尺寸分布，进一步制约了团簇沉积薄膜的质量。
发明内容
本发明是为了克服现有的团簇束流设备在加工及装配过程中不可避免的会产生误差，导致各过滤器和喷嘴的孔中心往往不在一条直线上，不完美的对中往往会影响团簇束流的强度和粒子尺寸分布，进一步制约了团簇沉积薄膜的质量的问题，提供一种便于对中的团簇束流过滤器及其应用，将过滤锥安装在一个位置可调的底座上来实现位置调动功能，并通过辅助对中装置使过滤器对中于团簇束流轴线上，达到沉积高质量团簇组装薄膜材料的目的。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种便于对中的团簇束流过滤器，包括主体构件和对中辅助构件，所述主体构件包括设置在安装平面上的环形底座、用于固定环形底座的固定环以及与环形底座可拆卸连接的过滤锥；所述环形底座靠近安装平面的一端外侧设有外台阶环，所述固定环上设有安装孔，固定环的内侧设有内台阶环，所述固定环套设在环形底座外，通过穿过安装孔的第一连接件与安装平面连接，所述环形底座与固定环的内壁之间间隙配合，环形底座上的外台阶环顶面与固定环上的内台阶环顶面相贴合；所述过滤锥与环形底座远离安装平面的一端可拆卸连接；所述对中辅助构件包括对中辅助环和与对中辅助环内径相匹配的、套设在对中辅助环内的对中辅助棒；所述对中辅助环与环形底座可拆卸连接。
本发明中的团簇束流过滤器中用固定环将环形底座固定在安装平面上，且固定环与环形底座间隙配合，使环形底座可以在间隙空间内进行移动，从而可以实现对环形底座和安装在环形底座上的过滤锥的微调。对沉积装置中的多级团簇束流过滤器进行对中时，先拆掉过滤锥，调松第一连接件，使环形底座可以在固定环内移动；然后将对中辅助环安装在需要对中的各环形底座上，调整各环形底座的位置，并将对中辅助棒插入各对中辅助环内，因各对中辅助环处于准直棒上，可使这些环形底座的圆心在同一直线上；然后用第一连接件将固定环固定，使环形底座无法移动，抽掉对中辅助棒，拆掉对中辅助环，将过滤锥安装回环形底座上，即可实现各团簇束流过滤器的对中。
本发明中的团簇束流过滤器具备安装位置调整功能，通过对中辅助构件能有效地将若干过滤器的中心孔对中，回避了传统固定式过滤器制造加工和装配误差导致的中心孔偏移问题，达到沉积高质量团簇薄膜材料的目的。
作为优选，所述过滤锥顶端开口，内部中空，过滤锥底部设有向远离轴线的方向延伸的过滤锥连接部，所述过滤锥连接部与环形底座通过第二连接件可拆卸连接。用第二连接件将过滤锥的连接部与环形底座连接，便于过滤锥的安装和拆卸操作。
作为优选，所述过滤锥底部设有与环形底座的内径相匹配的卡接凸起，所述卡接凸起卡位于环形底座内。在过滤锥底部设置卡位于环形底座内的卡接凸起，便于过滤锥的定位，确保过滤锥与环形底座的相对位置固定，避免过滤锥安装时的偏移。
作为优选，所述过滤锥与环形底座的轴线相重合。
作为优选，所述对中辅助环包括环形本体以及由环形本体顶部向远离环形本体轴线方向延伸形成的辅助环连接部，所述环形本体套设在环形底座内，环形本体的外径与环形底座的内径相匹配，所述辅助环连接部与环形底座顶部通过第二连接件可拆卸连接。
作为优选，所述对中辅助环、对中辅助棒及环形底座的轴线相重合。
作为优选，所述第一和第二连接件为连接螺丝。
作为优选，所述环形底座的上、下表面分别设有密封圈放置槽，所述密封圈放置槽内设有密封圈。在环形底座的上、下表面分别设置密封圈，可以使环形底座与安装平面、过滤锥或对中辅助环之间都能形成良好的密封，避免各部件在对中过程中或对中后的使用过程中松动，影响对中效果。
本发明还提供了一种上述团簇束流过滤器在制作用于空气环境中的氢气传感器中的应用，所述氢气传感器包括干燥单元、传感单元及外电路；所述传感单元包括密封腔体以及设置在密封腔体内的传感组件，所述传感组件包括设置在密封腔体底部的绝缘衬底、设置在绝缘衬底上表面的钯团簇薄膜以及设置在钯团簇薄膜两端的两个导电微电极，所述钯团簇薄膜通过设有所述团簇束流过滤器的沉积装置沉积在导电微电极之间；所述密封腔体上设有两个接线端子，所述接线端子一端位于密封腔体内一端位于密封腔体外，位于密封腔体内的一端与导电微电极通过导线连接，位于密封腔体外的一端与外电路通过导线连接；所述密封腔体与干燥单元连通，所述干燥单元上设有进气口。
作为优选，所述绝缘衬底的材料选自柔性或刚性的绝缘材料，绝缘衬底稳定的电阻率≥109Ω·m；所述柔性的绝缘材料选自聚酰亚胺、聚二甲基硅氧烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种；所述刚性的绝缘材料选自石英、玻璃、红宝石、蓝宝石、树脂以及具有氧化硅绝缘层的单晶硅片中的一种。
作为优选，所述导电微电极的形状为叉指电极或螺旋电极，导电微电极的厚度为50nm～10μm，两个导电微电极间的距离为2～100μm。
作为优选，所述导电微电极的材料选自金、银、铜、铁、铝及氧化铟锡中的一种。
作为优选，所述钯团簇薄膜中钯团簇的直径分布为1～10nm，钯团簇之间的平均最近邻距离为0.5～5nm。
作为优选，所述钯团簇薄膜的覆盖率为30～95％，钯团簇薄膜的电阻为200kΩ～1GΩ。
作为优选，所述外电路中包括通过导线连接的电源、电信号测量装置及可以将测量的电信号转换成氢气浓度信号并可视化输出显示的可编程与可视化输出装置。
作为优选，所述干燥单元包括干燥罐体和设置在干燥罐体内的干燥剂，所述干燥罐体上设有若干进气孔，干燥罐体与密封腔体连通。
作为优选，所述氢气传感器的制备方法包括如下步骤：
(1)制备绝缘衬底；
(2)在绝缘衬底表面印刷导电微电极；
(3)通过设有所述团簇束流过滤器的沉积装置在导电微电极之间沉积钯团簇薄膜；
(4)将沉积好钯团簇薄膜的绝缘衬底置于密封腔体内，用导线分别将导电微电极与接线端子位于密封腔体内的一端连接，并用导线将接线端子位于密封腔体外的一端与外电路相连；
(5)组装干燥单元，使干燥单元与密封腔体连通，得到组装完成的氢气传感器；
(6)将组装完成的氢气传感器置于不同浓度的氢气环境当中，通过外电路记录不同浓度的氢气环境中，钯团簇薄膜的宏观电阻变化，拟合响应关系，并将其输入至外电路当中，完成氢气传感器的标定；
(7)将标定后的氢气传感器置于待测的空气环境中，通过外电路对氢气浓度进行测定。
本发明的氢气传感器中采用由小尺寸钯团簇组成的渗流导电薄膜，在钯团簇薄膜当中，电子在团簇之间的传输方式为量子化的隧穿跳跃，其隧穿的几率与团簇之间的隧道结内在性质呈现指数衰减关系，而隧道结内在性质直接由势垒填充物质、势垒介电常数、势垒几何尺寸等参数决定，所以团簇薄膜的宏观电阻对于团簇之间的填充物质种类、成分的微弱变化非常敏感。例如，在团簇之间填充一定的绝缘物质(如纯净水等)均能够大幅改变团簇薄膜的电阻。所以，本发明采用钯团簇薄膜作为敏感元件制造的氢气传感器，置于混有氢气的空气环境中时，混合气体经由干燥单元扩散进入传感单元中的密封腔体内部，干燥单元可以吸收混合气体中原有水蒸气，避免对于后续检测产生干扰。如图8所示，混合气体扩散进入密封腔体后，氢气分子与氧气分子被吸附于钯团簇表面，此时，通过外电路中的电源在导电微电极两侧施加偏压，在偏压的作用下薄膜中的钯团簇d电子被激发到更高能级，易于将氢分子与氧分子分别解离成活性氢原子和活性氧原子，之后催化合成水分子，产生的水分子属于纯净水，富集于钯团簇表面并填塞于团簇之间，使得电子传输的隧穿阻抗增强，钯团簇薄膜的宏观电阻上升。因此通过外电路中的电信号测量装置实时监测钯团簇薄膜的电阻变化，即可感知到空气环境中氢气浓度的变化。
用设有本发明中的团簇束流过滤器的沉积装置对钯团簇薄膜进行沉积，可以保证各级过滤器保持在一条轴线上，从而使沉积出的钯团簇的粒径分布范围及钯团簇间的距离均匀，有利于对氢气传感器的灵敏度和响应时间的调控。
本发明中的氢气传感器能够实时感应监测空气中氢气浓度的变化，具有灵敏度高、响应时间短的优势，并且在运行过程中无需加热，无需将氢气预先分离，可以直接应用于空气环境之中，适用于各类用氢、涉氢、监氢场合。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)团簇束流过滤器具备安装位置调整功能，通过对中辅助构件能有效地将若干过滤器的中心孔对中，回避了传统固定式过滤器制造加工和装配误差导致的中心孔偏移问题；
(2)用设有本发明中的团簇束流过滤器的沉积装置沉积氢气传感器中的钯团簇薄膜，可以保证各级过滤器保持在一条轴线上，从而使沉积出的钯团簇的粒径分布范围及钯团簇间的距离均匀，有利于对氢气传感器的灵敏度和响应时间的调控。
附图说明
图1是本发明中的团簇束流过滤器主体构件的组装结构示意图；
图2是本发明中的团簇束流过滤器对中辅助构件的组装结构示意图；
图3是本发明中的环形底座的截面示意图；
图4是本发明中的固定环的截面示意图；
图5是本发明中的过滤锥的截面示意图；
图6是本发明中的对中辅助环的截面示意图；
图7是本发明中的氢气传感器的一种结构示意图；
图8是本发明中的氢气传感器的基本工作原理图；
图9是实施例1中钯团簇薄膜在沉积时电阻实时变化曲线；
图10是实施例1中钯团簇薄膜的透射电子显微形貌照片；
图11是实施例1中的氢气传感器响应不同浓度氢气的电阻实时变化曲线；
图12是实施例1中的氢气传感器标定曲线；
图13是实施例1中的氢气传感器响应未知浓度氢气时电阻变化曲线；
图中：1环形底座、101外台阶环、102密封圈放置槽、103螺纹连接孔、2固定环、201安装孔、202内台阶环、3过滤锥、301过滤锥连接部、302卡接凸起、4第一连接件、5对中辅助环、501环形本体、502辅助环连接部、6对中辅助棒、7第二连接件、8密封圈、9安装平面、10密封腔体、11绝缘衬底、12钯团簇薄膜、13导电微电极、14接线端子、15外电路、16干燥单元。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，本发明中使用的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
如图1和图2所示，本发明中使用的一种便于对中的团簇束流过滤器，包括主体构件和对中辅助构件，主体构件包括设置在安装平面9上的环形底座1、用于固定环形底座的固定环2以及与环形底座可拆卸连接的过滤锥3；对中辅助构件包括对中辅助环5和与对中辅助环内径相匹配的、套设在对中辅助环内的对中辅助棒6。
如图3所示，环形底座远离安装平面的一侧设有螺纹连接孔103，靠近安装平面的一端外侧设有外台阶环101，环形底座的上、下表面分别设有密封圈放置槽102，密封圈放置槽内设有密封圈8。
如图4所示，固定环上设有安装孔201，固定环的内侧设有内台阶环202。固定环套设在环形底座外，通过穿过安装孔的第一连接件4与安装平面连接，第一连接件采用第一连接螺丝。环形底座上的外台阶环顶面与固定环上的内台阶环顶面相贴合，环形底座与固定环的内壁之间间隙配合，环形底座外壁与固定环内壁之间形成间隙空间。
如图5所示，过滤锥顶端开口，内部中空，过滤锥底部设有向远离轴线的方向延伸的过滤锥连接部301，过滤锥连接部上设有与环形底座上的螺纹连接孔相对应的连接孔。如图1所示，当过滤锥安装在环形底座上时，过滤锥连接部与环形底座通过穿过连接孔的第二连接件7螺纹连接，第二连接件采用第二连接螺丝。过滤锥底部设有与环形底座的内径相匹配的卡接凸起302，卡接凸起卡位于环形底座内，过滤锥与环形底座的轴线相重合。
如图6所示，对中辅助环包括环形本体501以及由环形本体顶部向远离环形本体轴线方向延伸形成的辅助环连接部502。如图2所示，对团簇束流过滤器进行对中时，环形本体套设在环形底座内，环形本体的外径与环形底座的内径相匹配，辅助环连接部上设有与环形底座上的螺纹连接孔相对应的连接孔，辅助环连接部与环形底座顶部通过穿过连接孔的第二连接件螺纹连接，对中辅助环、对中辅助棒及环形底座的轴线相重合。
本发明中的团簇束流过滤器中环形底座与固定环的内壁之间具有一定的间隙空间，当拧松第一连接螺丝时，可以利用间隙空间对环形底座的位置进行微调；调好底座的位置后，重新拧紧第一连接螺丝，使环形底座再次被固定。过滤锥通过第二连接螺丝固定在环形底座上，因环形底座具有一定程度范围的移动性，使得固定在环形底座上的过滤锥具有一定的移动性，从而可以对过滤锥进行对中。
对多级过滤锥进行对中的方法为：
(1)安装对中辅助环：将各过滤锥拆掉，换上对中辅助环；
(2)引入对中辅助棒：拧松固定环上的第一连接螺丝，直至环形底座能在安装平面上自由滑动；选取一根准直的碳钢直棒作为对中辅助棒，调整需要对中的各环形底座的位置，并将对中辅助棒插入各对中辅助环的中心孔，因各对中辅助环处于准直棒上，可使这些环形底座的圆心在同一直线上；
(3)抽取对中辅助棒：确定好各对中辅助环相互之间的位置关系后，拧紧固定环上的第一连接螺丝，抽取对中辅助棒；
(4)安装过滤锥：拆卸对中辅助环，最后将过滤锥安装回环形底座上，即可实现各团簇束流过滤器的对中。
实施例1：
一种上述对中好的团簇束流过滤器在制作用于空气环境中的氢气传感器中的应用，如图7所示，氢气传感器包括干燥单元16、传感单元及外电路15。
传感单元包括密封腔体10以及设置在密封腔体内的传感组件，传感组件包括设置在密封腔体底部的绝缘衬底11、设置在绝缘衬底上表面的钯团簇薄膜12以及设置在钯团簇薄膜两端的两个导电微电极13。密封腔体的左侧壁上设有两个接线端子14，接线端子一端位于密封腔体内一端位于密封腔体外，位于密封腔体内的一端与导电微电极通过导线连接，位于密封腔体外的一端与外电路通过导线连接，外电路中包括通过导线连接的电源、电信号测量装置及可以将测量的电信号转换成氢气浓度信号并可视化输出显示的可编程与可视化输出装置。
密封腔体的右侧壁上设有一个连接通孔，干燥单元包括不锈钢的干燥罐体和设置在干燥罐体内的硅胶干燥剂，干燥罐体上设有与密封腔体上的连接通孔相匹配的安装部，安装部卡位于连接通孔内，干燥罐体位于密封腔体外的侧壁上以及安装部位于密封腔体内的表面上设有若干直径为1毫米的进气孔，干燥罐体与密封腔体通过安装部上的进气孔连通。
上述氢气传感器的的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备绝缘衬底：挑选表面平整的覆盖有聚酰亚胺的环氧树脂作为绝缘衬底，其稳定的电阻率为1019Ω·m；
(2)在绝缘衬底表面印刷导电微电极：在绝缘衬底表面涂覆一层薄粘胶之后，将一层厚度15μm的铜箔粘覆于绝缘衬底表面，保证电极导电层稳定附着于绝缘衬底表面，并采用掩模腐蚀法，制造间隙为100μm的叉指电极作为导电微电极；
(3)通过设有上述对中后的团簇束流过滤器的沉积装置在导电微电极之间沉积钯团簇薄膜：采用磁控等离子体气体聚集法产生稳定的钯团簇束流，并沉积到叉指导电微电极间隙内，沉积过程中实时测量导电微电极之间的电阻，直至钯团簇薄膜电阻达到预设值时，停止沉积，预设值为1MΩ，钯团簇薄膜的覆盖率为44.56％；钯团簇薄膜电阻随沉积时间的演变曲线如图9所示，钯团簇薄膜的显微照片如图10所示，平均团簇粒径为5nm，钯团簇之间的平均最近邻距离为1nm；
(4)将沉积好钯团簇薄膜的绝缘衬底置于密封腔体内，用导线分别将导电微电极与接线端子位于密封腔体内的一端连接，并用导线将接线端子位于密封腔体外的一端与外电路相连，实现外电路对钯团簇薄膜宏观电阻的实时监控；连接时，在密封腔体内将直径50μm的漆包线两端分别焊接在接线端子腔内端以及叉指型导电微电极的引脚处；在密封腔体外，利用BNC转鳄鱼夹电缆连接外电路与接线端子腔外端；
(5)组装干燥单元，将干燥罐体的安装部卡位于密封腔体侧壁上的连接通孔内，使干燥单元与密封腔体连通，得到组装完成的氢气传感器；
(6)将组装完成的氢气传感器依次置于1000ppm、2000ppm、3000ppm、5000ppm、10000ppm和12000ppm氢气浓度的空气环境中，通过外电路中的电信号测量装置实时测量钯团簇薄膜的电阻变化，如图11所示，并取处于不同氢气浓度下的电阻平均值作为响应电阻值，以及每段氢气响应前钯团簇薄膜的电阻平均值作为普通电阻值，根据计算获得相对电阻变化：
与不同氢气浓度一一对应，绘制标定曲线，如图12所示，再通过多项式拟合出标定关系为：氢气浓度＝1.43×106×(相对电阻变化)2+20253×相对电阻变化
将其输入至外电路中的可编程与可视化输出装置中，完成氢气传感器的标定；
(7)将标定后的氢气传感器置于待测的空气环境中，通过外电路中的可编程与可视化输出装置对氢气浓度进行读取；钯团簇薄膜电阻变化如图13所示，相对电阻变化约为0.065797，大约在1秒内开始响应，在约10秒时间内达到达到响应平衡，从可编程与可视化输出装置显示读出当前环境中的氢气浓度约为8000ppm。
用设有本发明中的团簇束流过滤器的沉积装置对钯团簇薄膜进行沉积，可以保证各级过滤器保持在一条轴线上，从而使沉积出的钯团簇的粒径分布范围及钯团簇间的距离均匀，有利于对氢气传感器的灵敏度和响应时间的调控。
本发明中的氢气传感器能够实时感应监测空气中氢气浓度的变化，具有灵敏度高、响应时间短的优势，并且在运行过程中无需加热，无需将氢气预先分离，可以直接应用于空气环境之中，适用于各类用氢、涉氢、监氢场合。
Claims (10)
1.一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，包括主体构件和对中辅助构件，所述主体构件包括设置在安装平面（9）上的环形底座（1）、用于固定环形底座的固定环（2）以及与环形底座可拆卸连接的过滤锥（3）；所述环形底座靠近安装平面的一端外侧设有外台阶环（101），所述固定环上设有安装孔（201），固定环的内侧设有内台阶环（202），所述固定环套设在环形底座外，通过穿过安装孔的第一连接件（4）与安装平面连接，所述环形底座与固定环的内壁之间间隙配合，环形底座上的外台阶环顶面与固定环上的内台阶环顶面相贴合；所述过滤锥与环形底座远离安装平面的一端可拆卸连接；所述对中辅助构件包括对中辅助环（5）和与对中辅助环内径相匹配的、套设在对中辅助环内的对中辅助棒（6）；所述对中辅助环与环形底座可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述过滤锥顶端开口，内部中空，过滤锥底部设有向远离轴线的方向延伸的过滤锥连接部（301），所述过滤锥连接部与环形底座通过第二连接件（7）可拆卸连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述过滤锥底部设有与环形底座的内径相匹配的卡接凸起（302），所述卡接凸起卡位于环形底座内。
4.根据权利要求1或2所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述过滤锥与环形底座的轴线相重合。
5.根据权利要求1所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述对中辅助环包括环形本体（501）以及由环形本体顶部向远离环形本体轴线方向延伸形成的辅助环连接部（502），所述环形本体套设在环形底座内，环形本体的外径与环形底座的内径相匹配，所述辅助环连接部与环形底座顶部通过第二连接件可拆卸连接。
6.根据权利要求1或5所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述对中辅助环、对中辅助棒及环形底座的轴线相重合。
7.根据权利要求2或5所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述第一和第二连接件为连接螺丝。
8.根据权利要求1所述的一种便于对中的团簇束流过滤器，其特征是，所述环形底座的上、下表面分别设有密封圈放置槽（102），所述密封圈放置槽内设有密封圈（8）。
9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种便于对中的团簇束流过滤器在制作用于空气环境中的氢气传感器中的应用，其特征是，所述氢气传感器包括干燥单元（16）、传感单元及外电路（15）；所述传感单元包括密封腔体（10）以及设置在密封腔体内的传感组件，所述传感组件包括设置在密封腔体底部的绝缘衬底（11）、设置在绝缘衬底上表面的钯团簇薄膜（12）以及设置在钯团簇薄膜两端的两个导电微电极（13），所述钯团簇薄膜通过设有所述团簇束流过滤器的沉积装置沉积在导电微电极之间；所述密封腔体上设有两个接线端子（14），所述接线端子一端位于密封腔体内一端位于密封腔体外，位于密封腔体内的一端与导电微电极通过导线连接，位于密封腔体外的一端与外电路通过导线连接；所述密封腔体与干燥单元连通，所述干燥单元上设有进气口。
10.根据权利要求9所述的一种便于对中的团簇束流过滤器在制作用于空气环境中的氢气传感器中的应用，其特征是，所述氢气传感器的制备方法包括如下步骤：
（1）制备绝缘衬底；
（2）在绝缘衬底表面印刷导电微电极；
（3）通过设有所述团簇束流过滤器的沉积装置在导电微电极之间沉积钯团簇薄膜；
（4）将沉积好钯团簇薄膜的绝缘衬底置于密封腔体内，用导线分别将导电微电极与接线端子位于密封腔体内的一端连接，并用导线将接线端子位于密封腔体外的一端与外电路相连；
（5）组装干燥单元，使干燥单元与密封腔体连通，得到组装完成的氢气传感器；
（6）将组装完成的氢气传感器置于不同浓度的氢气环境当中，通过外电路记录不同浓度的氢气环境中，钯团簇薄膜的宏观电阻变化，拟合响应关系，并将其输入至外电路当中，完成氢气传感器的标定；
（7）将标定后的氢气传感器置于待测的空气环境中，通过外电路对氢气浓度进行测定。
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