[實(shí)用新型]一種滑動(dòng)濕度氛圍切換裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220521978.9
• 申請日: 2012-10-12
• 公開（公告）號: CN202903719U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志剛;李寒;陳薇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電阻型濕敏傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于快速準(zhǔn)確測量濕敏傳感器的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間，從而表征濕敏傳感器的響應(yīng)靈敏度的滑動(dòng)濕度氛圍切換裝置。?

背景技術(shù)

在當(dāng)今信息化時(shí)代加速發(fā)展的過程中，傳感器作為各種信息的感知，采集，轉(zhuǎn)換，傳輸和處理的器件，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中成為最為重要的工具之一。其中，傳感器作為濕度氛圍信息采集的首要部件，是實(shí)現(xiàn)濕度氛圍智能化測量和自動(dòng)控制的物質(zhì)基礎(chǔ)。而信息高度保真和性能可靠的傳感器，特別是高靈敏性傳感器則是這些物質(zhì)基礎(chǔ)的前提和保障。?

響應(yīng)和恢復(fù)速度(吸附和解吸的速度)作為濕敏傳感器的主要的技術(shù)參數(shù)之一，是指傳感器從低濕環(huán)境轉(zhuǎn)到高濕環(huán)境其響應(yīng)感濕特征量變化90%時(shí)所需的時(shí)間和相反從高濕環(huán)境轉(zhuǎn)到低濕環(huán)境其響應(yīng)特征量變化90%所需的時(shí)間。響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間反映濕敏元件在相對濕度氛圍發(fā)生變化時(shí)，感濕特征量響應(yīng)快慢的程度。響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間對于傳感器的應(yīng)用范疇起著決定性的作用。?

傳統(tǒng)材料傳感器的響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間較長，有的甚至多達(dá)數(shù)分鐘。對這些傳感器響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間的測量，國內(nèi)通常采用三類方法:?

(1)抽充氣體法，通過機(jī)械泵向密閉腔體中沖入一定濕度氛圍的氣體來平衡腔體中的濕度氛圍。這種方法雖然濕度氛圍可控性高，但是達(dá)到濕度氛圍所需時(shí)間長，且裝置復(fù)雜，成本高。

(2)抽插元件法，將傳感器元件從腔體中手動(dòng)取出，并插入另一濕度氛圍的腔體中從而改變濕度氛圍。這種方法雖然縮短了濕度氛圍改變的時(shí)間，但是在取出和插入的過程中一定會遇到第三種濕度氛圍的氛圍，而且對腔體中的濕度氛圍也會有影響。?

(3)轉(zhuǎn)軸腔室切換法，在不同的過飽和溶液腔室中嵌套進(jìn)開有窗口的傳感器轉(zhuǎn)軸圓柱體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)，圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)，其中的傳感器就會在其帶動(dòng)下經(jīng)歷各個(gè)濕度氛圍。這種方法雖然比之前的方法簡單高效，但是加工復(fù)雜，可拓展性差，濕度不可實(shí)時(shí)監(jiān)控，而且密封也得不到保障。?

長期以來，人們一直致力于高靈敏傳感材料的開發(fā)，并取得了一定的進(jìn)展。特別是納米材料的引入讓傳感器的響應(yīng)恢復(fù)速度有了跳躍性的發(fā)展。例如TiO₂濕敏納米材料、ZnO濕敏納米材料、SnO₂濕敏納米材料以及BaTiO₃濕敏納米材料可以將其傳感器元件的恢復(fù)響應(yīng)時(shí)間縮短到十幾秒甚至是幾秒以內(nèi)。所以，傳統(tǒng)測量方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代測試的需要，急需一種簡單快速準(zhǔn)確的測量方法來解決這一問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，具有很好的可拓展性，在滑動(dòng)過程中傳感器不會接觸外部空氣，也不會引起各個(gè)濕度氛圍的氣氛交換，能夠保證所測傳感器響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間的準(zhǔn)確性的滑動(dòng)濕度氛圍切換裝置。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?

一種滑動(dòng)濕度氛圍切換裝置，包括有多個(gè)不同濕度氛圍的腔室，其特征在于：所述的腔室采用硬質(zhì)惰性材料制成，其側(cè)壁上開有孔，孔內(nèi)插入有貫通多個(gè)腔室并可來回抽動(dòng)的滑動(dòng)管，滑動(dòng)管內(nèi)安裝有樣品臺，樣品臺表面貼有濕度傳感器，并在滑動(dòng)管的管壁對應(yīng)樣品臺的位置開有孔，使?jié)穸葌鞲衅髋c腔室內(nèi)的空氣充分接觸，所述的濕度傳感器通過導(dǎo)線與外部的傳感器特性測試儀器相連接。

在上述方案中，所述的腔室為惰性硬質(zhì)材料將邊緣打磨后用密封膠拼裝而成，其上方設(shè)有透明上蓋，在腔室左右側(cè)壁三分之二高度處，均設(shè)有兩個(gè)小孔，小孔形狀可以為圓形、方形、三角等形狀。?

所述的腔室上蓋處和側(cè)壁開孔處，均覆蓋有密封材料密封。?

腔室所用的材料不僅可以為玻璃、亞克力塑料，還可以為不銹鋼等常用惰性硬質(zhì)材料。?

腔室可以為長方體、立方體等接觸面為平面的各種形狀，滑動(dòng)管也可以根據(jù)洞口改變?nèi)我庑螤?。腔室可?個(gè)及以上，隨著腔室的增加，滑動(dòng)管的長度也可以相應(yīng)增長。?

在上述方案中，所述滑動(dòng)管的管壁上的孔可為密集的小孔集合，也可為與濕度傳感器面積一致的大孔，根據(jù)滑動(dòng)管滑動(dòng)區(qū)域確定孔在滑動(dòng)管上的位置和滑動(dòng)管的長度。?

在上述方案中，所述的腔室內(nèi)盛有不同濃度的過飽和溶液，過飽和溶液的表面高度低于腔室側(cè)壁上孔的高度。過飽和溶液也可以盛放在其他裝置中放置于腔室內(nèi)。?

在上述方案中，所述的滑動(dòng)管最大管徑與腔室側(cè)壁的小孔孔徑相同，其形狀與腔室側(cè)壁的小孔形狀一致?；瑒?dòng)管所用的材料不僅可以為亞克力塑料、玻璃，還可以為不銹鋼等常用惰性硬質(zhì)材料。?