健康保障系统在工业过程中非常重要，因为它们有助于预防和消除紧急情况、挽救生命并避免高昂的经济成本。其中，有几种类型的健康风险情景：振动 [ 1 ]、短路 [ 2 ]、燃料 [ 3 ] 和有毒气体泄漏（丙烷、甲烷、乙烷、一氧化碳和二氧化碳）[ 4 ] . 例如，丙烷气体检测系统在锅炉工作中发挥着非常重要的作用，因为它们可以防止由于火焰控制故障而可能发生的爆炸 [ 5]。这些保护系统基本上由一个丙烷气化学传感器和一个用于信号适应的电子电路组成。化学传感器可以基于半导体材料构建，而电子电路可以是模拟的或数字的。
如今，正在深入研究半导体材料以用作气体探测器。这是因为当这些材料的表面与氧化或还原气体接触时，像半导体氧化物这样的材料会显示出有趣的化学和物理特性。事实上，当表面与测试气体分子发生化学或物理反应时，它们的响应会受到影响，电导和电阻会随着浓度的变化而变化 [ 6 – 8 ]。这种电特性的变化取决于半导体材料的类型（-型或-型）[ 6 , 7 ]。据文献报道，当一个-型半导体与 CO 等气体分子接触，电导减小，电阻增加 [ 9 ]。此外，如果相同的半导体吸收诸如O 2的气体，则电导率升高并且电阻降低[ 6 ]。另一方面，如果一个-型半导体受到 CO 2或 O 2气氛，会发生相反的-型半导体 [ 10]。这些行为是由于半导体所拥有的电荷载流子的性质造成的。根据文献，已经提出了几种用于传感应用的半导体材料，其中一些是二元半导体（如 NiO、CuO、WO 3和 TiO 2）[ 11 ]、钙钛矿（BaTiO 3、NdCoO 3和 ZnSnO 3） [ 12 – 14 ]、尖晶石 (AlCo 2 O 4、NiFe 2 O 4和 MgFe 2 O 4 ) [ 15 – 17 ] 和三金红石 (MX 2 O6其中 M 可以是 Ni、Co 或 Cu，X 被 Sb 或 Ta [ 18 , 19 ] 取代，如 NiSb 2 O 6 [ 20 ]、CoTa 2 O 6 [ 21 ] 和 NiTa 2 O 6 [ 22 ] ）。无论传感器使用何种半导体材料，信号适应都需要具有理想特性的电子电路：低成本、高功能、快速响应、高灵敏度、出色的可重复性、高分辨率和易于构建。
在这项工作中，提出了一种丙烷气体保护系统，适用于确保没有这种有毒气体的大气。气体探测器是基于合成的氧化锑酸镍粉末（NiSb 2 O 6)，它是一种三金红石型半导体，其信号适配是使用运算放大器的模拟电路实现的。粉末通过 X 射线衍射 (XRD) 和透射电子显微镜 (TEM) 进行表征，而传感器则使用静电测试进行物理表征。根据传感器的电响应，选择了一个模拟电子电路来调整其信号。通过结合气体探测器和电子电路，设计了一个用于监测可能的丙烷气体泄漏的原型。其工作参数如下：丙烷气体浓度为 5 ppm，温度为 200°C，电路增益为 5，传感器灵敏度为 0.41。气体检测仪的实验测试显示出出色的功能性、可重复性和快速响应。