[發明專利]一種低濃度一氧化碳氣體的檢測方法

有效

• 申請號: 201310231419.3
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103323359A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 龍云澤;張志華;劉術亮;張紅娣;紀新明;孫彬;張君誠
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

1.一種低濃度一氧化碳氣體的檢測方法，其特征在于具體工藝步驟為：

（1）、將聚乙烯吡咯烷酮粉末溶于無水乙醇中，用磁力攪拌器攪拌，得到質量分數為18wt%的澄清溶液；再將聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸與澄清溶液混合，攪拌均勻，配制得到質量分數為10wt%的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸紡絲溶液；

（2）、在室溫條件下，利用現有的靜電紡絲技術制備聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維，將石英晶體微天平中的石英晶振放置在收集極鋁箔上，紡絲距離即紡絲頭與鋁箔之間的距離為10厘米，將配制好的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸紡絲溶液放入注射器中，施加20千伏高壓直流電源，紡絲50-70秒后關閉高壓直流電源，取出表面沉積聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維薄膜的石英晶振，將沉積有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維薄膜的石英晶振放置在加熱板上在60℃溫度下加熱烘干1小時，制得表面沉積有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維薄膜的敏感石英晶振，即為一氧化碳氣敏傳感器；

（3）、采用一氧化碳氣敏傳感器組裝成檢測裝置并對一氧化碳氣體濃度進行檢測，先用氮氣對氣室吹掃使參比石英晶振和敏感石英晶振的頻差即輸出頻率穩定在0Hz，再向氣室中注入一氧化碳氣體，敏感石英晶振上的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維薄膜與一氧化碳氣體相互作用，產生質量變化，諧振頻率發生改變，當頻率再次穩定時，關閉一氧化碳氣體，再次用氮氣吹掃氣室，使輸出頻率恢復穩定，輸出頻率隨時間的變化由電腦采集并保存。

2.根據權利要求1所述的低濃度一氧化碳氣體的檢測方法，其特征在于檢測原理是：施加交變電壓使敏感石英晶振振動，當敏感石英晶振的敏感材料與待測氣體相互作用時，質量發生變化，外加壓力使其產生交變電場，從而改變敏感石英晶振的諧振頻率；測試時，驅動電路使參比石英晶振和敏感石英晶振在其諧振頻率下振蕩，頻率計對參比石英晶振和敏感石英晶振的振蕩頻率進行測量和處理，得到頻率差信號即為輸出頻率，將輸出頻率輸出到電腦上，間隔為0.1秒，電腦通過軟件對輸出頻率進行采集、處理和繪制相應曲線。

3.根據權利要求1所述的低濃度一氧化碳氣體的檢測方法，其特征在于涉及的采用一氧化碳氣敏傳感器組裝的檢測裝置的主體結構包括進氣管道、進氣管道閥門、氮氣、一氧化碳氣體、氣室、參比石英晶振、敏感石英晶振、頻率計、電腦、排氣管道和排氣管道閥門；氣室分別與進氣管道和排氣管道相連接，氮氣和一氧化碳氣體分別通過進氣管道與氣室管道連通，進氣管道上對應氮氣和一氧化碳氣體處分別制有進氣管道閥門，排氣管道上制有排氣管道閥門；氣室中制有參比石英晶振和敏感石英晶振，敏感石英晶振表面沉積有聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸納米纖維薄膜，空載的參比石英晶振與敏感石英晶振的型號/規格相同，參比石英晶振和敏感石英晶振與頻率計電連接，頻率計與電腦電信息連通，電腦通過軟件對參比石英晶振和敏感石英晶振的頻差信號進行采集和處理。