[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010066816.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN111157590B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧勇輝;周欣然;馬俊豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/12
• 分類號(hào): G01N27/12;G01N1/34
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，

用于呼氣末一氧化碳ETCO濃度檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)1～50ppm濃度范圍內(nèi)的ETCO定量檢測(cè)，精度0.5ppm，誤差10％以內(nèi)，提高診斷速度；

所述傳感器包含氣體樣品采集模塊、氣體流通模塊、半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊；其中，所述氣體樣品采集模塊與氣體流通模塊相連，氣體流通模塊與半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊相連，數(shù)據(jù)處理模塊與半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊有電連接；所述半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊包括氣腔、半導(dǎo)體敏感材料和元件加熱裝置；所述半導(dǎo)體敏感材料和元件加熱裝置相連，所述半導(dǎo)體敏感材料和元件加熱裝置均置于所述氣腔內(nèi)；其中，

所述氣體樣品采集模塊包括依次連接的吹嘴、過濾裝置和除濕裝置；所述吹嘴用于收集呼出的氣體樣品；所述過濾裝置用于脫除呼出的氣體樣品中的固體和/或液體雜質(zhì)；所述除濕裝置用于脫除氣體樣品中的水蒸氣，并將處理后的氣體樣品送入氣體流通模塊；

所述氣體流通模塊包括氣體流量檢測(cè)器、氣泵、進(jìn)氣管道、排氣管道和氣閥；所述氣閥同時(shí)與氣體流量檢測(cè)器、進(jìn)氣管道和排氣管道相連；所述氣泵與排氣管道相連；所述氣體流量檢測(cè)器用于檢測(cè)氣體樣品的流量，并輸出信號(hào)控制氣閥在進(jìn)氣管道和排氣管道之間切換；所述進(jìn)氣管道用于將氣體樣品輸入半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊；所述排氣管道用于將氣體樣品排出；氣體流量檢測(cè)器檢測(cè)呼出的氣體樣品的流量過高或過低時(shí)，氣體流量檢測(cè)器輸出信號(hào)自動(dòng)切換氣閥由進(jìn)樣管道至排氣管道，通過氣泵將樣品排出；所述氣體流量檢測(cè)器檢測(cè)呼出的氣體樣品的流量符合一氧化碳測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)流量的氣體通過所述進(jìn)樣管道進(jìn)入所述半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊；

所述半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊中，所述半導(dǎo)體敏感材料用于與氣體樣品接觸并產(chǎn)生電信號(hào)，所述接觸的時(shí)間為15～30秒；所述元件加熱裝置用于為半導(dǎo)體敏感材料提供適于工作的溫度環(huán)境，所提供的工作溫度為200℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括加熱電路、激勵(lì)-采樣電路和中控芯片，所述中控芯片同時(shí)與加熱電路和激勵(lì)-采樣電路相連；

所述加熱電路與半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊中的元件加熱裝置相連；

所述激勵(lì)-采樣電路與半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊中的半導(dǎo)體敏感材料相連；

所述加熱電路用于調(diào)整元件加熱裝置的加熱功率；

所述激勵(lì)-采樣電路用于將半導(dǎo)體敏感材料產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)并傳遞給中控芯片；

所述中控芯片用于調(diào)控激勵(lì)-采樣電路的激勵(lì)電壓和加熱電路電壓，并將接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊還包括與中控芯片連接的將接收的數(shù)字信號(hào)處理后進(jìn)行顯示的顯示屏。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體敏感材料組分為氧化銦、氧化錫、氧化鋅、氧化鎢、貴金屬摻雜的氧化鋅、貴金屬摻雜的氧化鎢、貴金屬摻雜的氧化銦、氧化鋅-氧化銅復(fù)合物、氧化鋅-石墨烯復(fù)合物、氧化銦-氧化硅復(fù)合物和/或氧化鎢-氧化硅復(fù)合物的一種，或其中至少兩種的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述貴金屬為金、銀、鉑或鈀中的一種，或其中至少兩種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體敏感材料的形貌為粉體、納米顆粒、多孔結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)、線或棒結(jié)構(gòu)、纖維或飄帶結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體式一氧化碳傳感器，其特征在于，所述半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊配套有校正系統(tǒng)，用于校正半導(dǎo)體敏感材料檢測(cè)模塊在長(zhǎng)時(shí)間使用后產(chǎn)生的信號(hào)漂移。