[發(fā)明專利]一種流動和靜態(tài)兩用氣體傳感器測試系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN105588916B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅鐵祥
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣體傳感器測試系統(tǒng)，具體地，涉及一種基于恒流配氣方式和靜態(tài)配氣方式的兩用氣體傳感器測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在人類全面進(jìn)入電子信息化時代的今天，很難找到一個科學(xué)領(lǐng)域或產(chǎn)業(yè)部門能夠完全脫離傳感器而存在。生產(chǎn)和科學(xué)研究對材料和產(chǎn)品純度的要求越來越高，這就需要對生產(chǎn)過程進(jìn)行非常精密的自動控制。對化工生產(chǎn)實(shí)施自動控制的關(guān)鍵是研制出對原料或產(chǎn)品中某一組分具有靈敏度高、選擇性好的傳感器。這種傳感器能將原料或產(chǎn)品中某一組分濃度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸送給控制設(shè)備，從而對化工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動控制。氣敏傳感器是這類傳感器的一種。環(huán)境污染已嚴(yán)重威脅到人類的生存，對大氣污染和工廠排氣情況實(shí)施實(shí)時動態(tài)監(jiān)控已迫在眉睫。前幾年，國內(nèi)外制作氣敏傳感器的材料主要是SnO₂、ZrO₂、WO₃，ZnO和TiO₂ 等一些金屬氧化物。近些年，國外開始研制基于配合物的氣體傳感器，它們常溫下分別對高濃度的NH₃、NO_２、SO₂等氣體具有良好的響應(yīng)。當(dāng)前，氣敏傳感器的發(fā)展趨勢是：(1) 探索新型敏感功能材料，研制新型固體敏感材料；(2)采用納米技術(shù)對敏感功能材料進(jìn)行改性；(3) 開發(fā)薄膜型及低功耗、集成化的氣敏傳感器；(4) 開展智能化傳感器的研究工作，并能用計(jì)算機(jī)進(jìn)行氣體傳感器輸出信號處理，提高測定靈敏度 選擇性及穩(wěn)定性。

氣體傳感器測試系統(tǒng)是研究氣體傳感器的重要設(shè)備。目前，多種不同類型，復(fù)雜程度不一、基于不同原理的氣體傳感器測試系統(tǒng)相繼被使用，這些氣體傳感器測試系統(tǒng)的配氣方式大致可分為流動配氣方式和靜態(tài)配氣方式兩類。每種配氣方式都有它的優(yōu)點(diǎn)和不足，流動配氣方式可方便地測試傳感器的動態(tài)響應(yīng)性能，然而，它有下面不足：1）確定合適的流量困難，若流動的速度太快，氣體分子的動能高，不利于傳感器對被測氣體的吸附，若流速太慢，由于氣體的擴(kuò)散性，當(dāng)氣體濃度改變時，不同濃度氣體的邊界難以確定；2）由于不同濃度氣體之間的界面不明確。當(dāng)測試室更換氣體時，無法精確知道前一氣體何時完全排出測試室，后一氣體何時到達(dá)傳感器，有時可能形成二者的混合氣體，不能準(zhǔn)確測定傳感器的響應(yīng)時間和恢復(fù)時間。靜態(tài)配氣方式可以精確地控制被測氣體的濃度，但被測氣體與測試室內(nèi)原有的空氣或惰性氣體混合速度慢，可能使測得的傳感器響應(yīng)時間和回復(fù)時間比實(shí)際偏慢。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的: 本發(fā)明在于克服已有測試方式存在的不足，提供一種流動和靜態(tài)兩用，特別適合于有毒氣體測試的氣體傳感器測試系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種流動和靜態(tài)兩用氣體傳感器測試系統(tǒng)，包括配氣部分、氣敏性測量部分和尾氣凈化部分。

所述配氣部分，包括空氣供給單元，氣體待測樣品供給單元和氣體壓力表。

所述空氣供給單元，包括獨(dú)立空氣供給單元和一個液體待測樣品蒸氣供給單元。

所述的獨(dú)立空氣供給單元，包括空氣儲存容器，減壓閥，流量計(jì)和一個三通控制閥，三通控制閥一端直接連通測試室。另一端連通液體待測樣品蒸氣供給單元。

所述的一個液體待測樣品蒸氣供給單元包括液體儲并氣化容器和控制閥。

所述的氣體待測樣品供給單元包括氣體待測樣品儲存容器，減壓閥，流量計(jì)和控制閥。

所述氣敏性測量部分包括測試室、氣體傳感器基體、氣體傳感器支架，數(shù)據(jù)顯示器、溫度測量儀、直流電源；微型調(diào)速防水電風(fēng)扇。

所述的測試室包括室體和底蓋。

所述的室體包括氣體輸入輸出管、兩個旋塞開關(guān)和環(huán)形鎖緊卡槽。

所述的底蓋包括固定凹槽，密封圈，鎖緊扣，導(dǎo)線盒和支腳。

所述的傳感器基體一側(cè)的接觸金電極與正面梳狀金電極連成一體。

所述的支架包括放置氣體傳感器和微型加熱片的固定槽，鍍金彈性接觸導(dǎo)電片，加熱片，熱電偶，連接導(dǎo)線和導(dǎo)線封裝管。

所述尾氣凈化部分包括洗氣瓶和控制閥。

有益效果：本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、能用于流動和靜態(tài)兩種配氣方式，靜態(tài)配氣方式下，氣體混合速度快；2、實(shí)現(xiàn)了不同溫度，不同氣氛和濃度下對傳感器性能進(jìn)行測試；3、安全環(huán)保，特別適合于有毒氣體傳感器的測試；4、系統(tǒng)密封性好、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、便于拆裝和清洗；5、具有很強(qiáng)的通用性，只需要使用不同的氣敏材料和尾氣凈化液，就能測試各種不同的氣體或液體樣品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例傳感器基體結(jié)構(gòu)示意圖。