[發明專利]一種基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置

在審

• 申請號: 202110237075.1
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN115015018A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 侯俊才;劉旭;王京京;王慧園;周晶;胡曉輝
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置，包括空氣過濾器、吹掃氣體進氣管道、電磁三通閥、樣氣進氣管道、錐形橡膠堵頭、驅動器、微型氣泵、連接氣管、石英晶體微天平氣體檢測室、單向排氣閥、石英晶體微天平氣體檢測電路底板、氣室連接板和控制器，進氣、進樣管道內設有空氣過濾器，非工作狀態下進氣、進樣管道口設有錐形橡膠堵頭；電磁三通閥、微型氣泵通過連接氣管連接并配合工作，微型氣泵通過驅動器與控制器連接，使用時通過控制器控制驅動器使微型氣泵可按設定速度抽取氣體送至石英晶體微天平氣體檢測室，實現先抽取吹掃氣體清掃氣體檢測室，后抽取樣本氣體進行檢測的功能，同時，氣體通過檢測室的單向排氣閥排出。本發明不僅解決了氣源不便供應的問題，而且該檢測裝置體積小、易攜帶、送氣速度可調，可實時實地動態檢測。

技術領域

本發明涉及傳感檢測技術領域，特別涉及一種基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置。

背景技術

石英晶體微天平（QCM）是一種基于壓電效應的微量物質檢測與分析技術，具有高靈敏度、可實時檢測等特點，可進行納克級的質量檢測，適合微量氣體的檢測。

在利用QCM對氣體進行檢測的研究中，大多采用靜態檢測技術。其中多數研究采用純凈氮氣作為氣體檢測室的清掃氣體，純凈氮氣儲存條件嚴格，作為清掃氣源存在攜帶不方便問題；其次，被檢測氣體大多為預先收集且采用手動推送進氣，無法維持穩定的進氣速度、達到實時實地動態檢測。

發明內容

本發明目的在于克服上述不足，提出一種基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置，本發明不僅實現了氣源便利供應，而且該檢測裝置體積小、易攜帶、送氣速度可調，可實時實地動態檢測。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置，包括空氣過濾器、吹掃氣體進氣管道、電磁三通閥、樣氣進氣管道、錐形橡膠堵頭、驅動器、微型氣泵、連接氣管、石英晶體微天平氣體檢測室、單向排氣閥、石英晶體微天平氣體檢測電路底板、氣室連接板和控制器，進氣、進樣管道口設有空氣過濾器，在非工作狀態下進氣、進樣管道管口設有錐形橡膠堵頭，進氣、進樣管道分別與電磁三通閥的兩進氣閥口相連；微型氣泵的進氣接口通過連接氣管與電磁三通閥的排氣接口相連，排氣接口通過連接氣管將氣體輸送至石英晶體微天平氣體檢測室，再通過檢測室的單向排氣閥排出。微型氣泵通過驅動器與控制器連接，使用時控制器通過PWM輸出控制驅動器使微型氣泵按設定速度完成抽氣、送氣工作；且將電磁三通閥接入控制系統，由控制器統一控制。電磁三通閥通、斷電時，兩路閥門開閉狀態相反，微型氣泵工作，實現先抽取空氣清掃氣體檢測室，后抽取樣本氣體進行檢測的功能。

所述的石英晶體氣體檢測室采用“鐘”形，整體呈上端小、下端大的特征。上端作為進氣口，下端與氣室連接板相配合固定在石英晶體微天平氣體檢測電路底板上。選用該形狀可提高氣室內氣體均勻性，確保氣體清掃及檢測過程中與石英晶體充分接觸。

所述的石英晶體微天平氣體檢測室，包括多路QCM傳感器陣列和溫濕度模塊。

所述的氣室連接板內壁設有螺紋段，底端開有凹槽設有橡膠圈，通過螺紋連接的方式與氣室下端緊密配合，確保氣密性。

所述的吹掃氣體包括但不限于空氣。

采用上述技術方案的本發明的有益效果為。

采用電磁三通閥控制進氣與進樣之間互不干擾各自獨立工作；并通過控制器實現對電磁三通閥以及微型氣泵的統一控制。氣室選用“鐘”形，提高了氣體清掃以及檢測過程中與石英晶體接觸的均勻性；選用空氣作為吹掃氣體，解決了氣源不便供應問題；配合微型氣泵工作，可根本不同場景的需求實時實地抽取環境樣本氣體進行檢測，簡化預先收集這一步驟。該檢測裝置體積小、易攜帶、送氣速度可調，具有動態檢測功能。

附圖說明

圖1為本發明基于石英晶體微天平的動態氣體檢測裝置結構示意圖。