[实用新型]一种滑动湿度氛围切换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电阻型湿敏传感器技术领域，具体涉及一种用于快速准确测量湿敏传感器的响应恢复时间，从而表征湿敏传感器的响应灵敏度的滑动湿度氛围切换装置。 

背景技术

在当今信息化时代加速发展的过程中，传感器作为各种信息的感知，采集，转换，传输和处理的器件，已经在各个领域中成为最为重要的工具之一。其中，传感器作为湿度氛围信息采集的首要部件，是实现湿度氛围智能化测量和自动控制的物质基础。而信息高度保真和性能可靠的传感器，特别是高灵敏性传感器则是这些物质基础的前提和保障。 

响应和恢复速度(吸附和解吸的速度)作为湿敏传感器的主要的技术参数之一，是指传感器从低湿环境转到高湿环境其响应感湿特征量变化90%时所需的时间和相反从高湿环境转到低湿环境其响应特征量变化90%所需的时间。响应恢复时间反映湿敏元件在相对湿度氛围发生变化时，感湿特征量响应快慢的程度。响应恢复时间对于传感器的应用范畴起着决定性的作用。 

传统材料传感器的响应恢复时间较长，有的甚至多达数分钟。对这些传感器响应恢复时间的测量，国内通常采用三类方法: 

(1)抽充气体法，通过机械泵向密闭腔体中冲入一定湿度氛围的气体来平衡腔体中的湿度氛围。这种方法虽然湿度氛围可控性高，但是达到湿度氛围所需时间长，且装置复杂，成本高。

(2)抽插元件法，将传感器元件从腔体中手动取出，并插入另一湿度氛围的腔体中从而改变湿度氛围。这种方法虽然缩短了湿度氛围改变的时间，但是在取出和插入的过程中一定会遇到第三种湿度氛围的氛围，而且对腔体中的湿度氛围也会有影响。 

(3)转轴腔室切换法，在不同的过饱和溶液腔室中嵌套进开有窗口的传感器转轴圆柱体，当转动转轴时，圆柱体转动，其中的传感器就会在其带动下经历各个湿度氛围。这种方法虽然比之前的方法简单高效，但是加工复杂，可拓展性差，湿度不可实时监控，而且密封也得不到保障。 

长期以来，人们一直致力于高灵敏传感材料的开发，并取得了一定的进展。特别是纳米材料的引入让传感器的响应恢复速度有了跳跃性的发展。例如TiO₂湿敏纳米材料、ZnO湿敏纳米材料、SnO₂湿敏纳米材料以及BaTiO₃湿敏纳米材料可以将其传感器元件的恢复响应时间缩短到十几秒甚至是几秒以内。所以，传统测量方法已经不能满足现代测试的需要，急需一种简单快速准确的测量方法来解决这一问题。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种结构简单，成本低廉，具有很好的可拓展性，在滑动过程中传感器不会接触外部空气，也不会引起各个湿度氛围的气氛交换，能够保证所测传感器响应恢复时间的准确性的滑动湿度氛围切换装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种滑动湿度氛围切换装置，包括有多个不同湿度氛围的腔室，其特征在于：所述的腔室采用硬质惰性材料制成，其侧壁上开有孔，孔内插入有贯通多个腔室并可来回抽动的滑动管，滑动管内安装有样品台，样品台表面贴有湿度传感器，并在滑动管的管壁对应样品台的位置开有孔，使湿度传感器与腔室内的空气充分接触，所述的湿度传感器通过导线与外部的传感器特性测试仪器相连接。

在上述方案中，所述的腔室为惰性硬质材料将边缘打磨后用密封胶拼装而成，其上方设有透明上盖，在腔室左右侧壁三分之二高度处，均设有两个小孔，小孔形状可以为圆形、方形、三角等形状。 

所述的腔室上盖处和侧壁开孔处，均覆盖有密封材料密封。 

腔室所用的材料不仅可以为玻璃、亚克力塑料，还可以为不锈钢等常用惰性硬质材料。 

腔室可以为长方体、立方体等接触面为平面的各种形状，滑动管也可以根据洞口改变任意形状。腔室可为2个及以上，随着腔室的增加，滑动管的长度也可以相应增长。 

在上述方案中，所述滑动管的管壁上的孔可为密集的小孔集合，也可为与湿度传感器面积一致的大孔，根据滑动管滑动区域确定孔在滑动管上的位置和滑动管的长度。 

在上述方案中，所述的腔室内盛有不同浓度的过饱和溶液，过饱和溶液的表面高度低于腔室侧壁上孔的高度。过饱和溶液也可以盛放在其他装置中放置于腔室内。 

在上述方案中，所述的滑动管最大管径与腔室侧壁的小孔孔径相同，其形状与腔室侧壁的小孔形状一致。滑动管所用的材料不仅可以为亚克力塑料、玻璃，还可以为不锈钢等常用惰性硬质材料。