[發(fā)明專利]一種氣體的檢測方法及其專用傳感器陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510082390.6
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104634776B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 那娜;歐陽津
• 申請（專利權）人: 河北百強醫(yī)用設備制造有限公司
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司11245
• 代理人: 關暢,王春霞

1.利用氣體傳感器陣列檢測氣體的方法，包括如下步驟：

所述氣體傳感器陣列包括等離子體發(fā)生器和傳感器陣列芯片；

所述等離子體發(fā)生器的一端連通有一三通管，所述三通管中剩余的兩通分別作為樣品氣體入口和載氣入口，所述等離子發(fā)生器的另一端通過氣體管路將氣體通至所述傳感器陣列芯片的表面；

所述傳感器陣列芯片由一可控溫度的惰性芯片和設于其表面的若干個傳感單元構成的陣列組成，每個傳感單元上負載有不同的納米催化材料；

所述納米催化材料為下述1)或2)：

1)金屬氧化物納米材料，具體為納米MgO、納米ZnO或納米TiO₂；

2)金屬摻雜的金屬氧化物納米材料，具體為10％Fe/ZnO、10％Fe/SiO₂、10％Ag/ZnO、10％Mn/ZnO、5％Ag/TiO₂、10％Co/TiO₂、3.18％Ag/MgO、10％Co/ZnO、5％Fe/TiO₂、10％Au/TiO₂、10％Au/ZnO、10％Ag/TiO₂或5％Pt/TiO₂；

3)金屬摻雜的非金屬氧化物納米材料，具體可為0.5％Mn/SiO₂、3％Mn/SiO₂、6％Mn/SiO₂或10％Mn/SiO₂；

所述等離子體發(fā)生器為管線式電極結構，它包括一管狀絕緣介質和與其連接的電極對，在所述管狀絕緣介質的外壁包裹有片狀金屬電極，與沿長度方向插入所述管狀絕緣介質內部的金屬棒狀電極構成所述電極對；

(1)標準圖譜的建立：將若干已知氣體樣品分別和載氣混合后輸送至所述等離子發(fā)生器中，經(jīng)所述等離子發(fā)生器活化的混合氣體輸送至所述傳感器陣列芯片的表面，經(jīng)催化氧化后產(chǎn)生化學發(fā)光，將光信號轉變?yōu)殡娦盘枺涗浉鱾€特征信號，得若干所述已知氣體樣品的特征圖譜；

(2)樣品氣體的檢測：將待測樣品氣體和載氣混合后輸送至所述等離子發(fā)生器中，經(jīng)所述等離子發(fā)生器活化的混合氣體輸送至所述傳感器陣列芯片的表面，經(jīng)催化氧化后產(chǎn)生化學發(fā)光，將光信號轉變?yōu)殡娦盘枺涗浉鱾€特征信號，采用線性判別分析法或主成分分析法對所述特征信號進行模式識別分析，并與所述已知氣體樣品的特征圖譜進行對比，通過聚類分析，即可對所述待測樣品氣體進行識別；

所述待測樣品氣體或所述已知氣體樣品的進樣量為5μL～1mL；

所述待測樣品氣體為人體正常呼吸氣、C₂H₂、C₃H₈、CH₄、C₂H₄和CO中的至少一種；

所述已知氣體樣品為CO、C₂H₂、C₃H₈、CH₄、C₂H₄和人體正常呼吸氣中的任一種；

所述載氣為氦氣、氮氣和空氣中的任一種，其流速為40～300mL/min；

所述催化氧化的溫度為20～100℃。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于：所述管狀絕緣介質材質為石英、玻璃或聚合物材料，直徑為5～10mm，壁厚為2～3mm；

所述片狀金屬電極為銅片或鋁片；

所述棒狀金屬電極為銅棒或不銹鋼棒；

所述三通管和所述氣體管路的材質為聚四氟乙烯，直徑為3mm～6mm；

所述可控溫度的惰性芯片為陶瓷加熱片，所述陣列為m×n，m或n為正整數(shù)，每個所述傳感單元的直徑為1mm～3mm。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的檢測方法，其特征在于：所述等離子發(fā)生器的施加電壓為交流電壓，電壓為1～10kV，頻率為5～30kHz，功率為5～35W。