[发明专利]多功能气体传感器

说明书

本发明公开了一种多功能气体传感器，包括激光发射器和激光接收器，气体腔室由实心导电透明玻璃棒和空心金属管之间的间隙构成，实心导电透明玻璃棒连接偏置电压的正极，空心金属管连接偏置电压的负极，在催化剂膜的间隔区设有用于反射激光的抛光面，气体腔室的两端密封，一端连接有进气管，另一端连接有出气管，激光发射器和激光接收器分设于实心导电透明玻璃棒的两端，当开启激光发射器和激光接收器时，激光接收器发射的激光从实心导电透明玻璃棒的一端倾斜射入，经所述抛光面多次反射照射于设置在实心导电透明玻璃棒另一端的激光接收器上。本发明的多功能气体传感器，兼具激光气体传感器和电离式气体传感器两种功能。

技术领域

本发明涉及等离子传感器，尤其是一种多功能气体传感器。

背景技术

现有的气体传感器有两种，一种是激光气体传感器，另一种是电离式传感器。激光气体传感器的检测原理是：使用激光发射器发射激光照射被测气体，激光接收器接收照射被测气体后的激光，依据被测气体对特定波长的激光具有的吸收作用，分析检测出被测气体的浓度(如申请公布号为CN 107994456A的《TO封装激光器及气体传感器》、授权公告号为CN 205317667U的《激光气体传感器》、申请公布号为CN 107991238A的《一种激光甲烷气体传感器》)；电离式传感器的检测原理是：通过在电极极板之间加载电压，使得被测气体电离，通过检测电极极板间的电流数据，从而分析出被测气体的浓度(如授权公告号为CN102081071B的《碳纳米管薄膜微纳米电离式传感器》)。

在实际应用中，有些时候需要使用激光气体传感器，有些时候需要使用电离式传感器，由于现有的上述两种气体传感器不能通用，这就需要经常更换，工作量大，效率低，或者同时安装激光式和电离式两套气体传感器，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能气体传感器，兼具激光气体传感器和电离式气体传感器两种功能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多功能气体传感器，包括激光发射器和激光接收器，气体腔室由实心导电透明玻璃棒和空心金属管之间的间隙构成，所述实心导电透明玻璃棒连接偏置电压的正极，空心金属管连接偏置电压的负极，在空心金属管的内壁上绕圆周均布且沿轴向等间距的设有用于促进被测气体分解或降解的催化剂膜，在所述催化剂膜的间隔区设有用于反射激光的抛光面，所述气体腔室的两端密封，一端连接有进气管，另一端连接有出气管，所述激光发射器和激光接收器分设于实心导电透明玻璃棒的两端，当开启激光发射器和激光接收器时，激光接收器发射的激光从实心导电透明玻璃棒的一端倾斜射入，经所述抛光面多次反射照射于设置在实心导电透明玻璃棒另一端的激光接收器上。

所述催化剂膜为锐钛型纳米TiO2膜和/或BiVO4/g-C3N4膜。

所述催化剂膜为：以多孔碳化硅为基底，将多壁碳纳米管生长在所述碳化硅基底之上、并经过超声表面切平之后、采用电化学沉积法将锐钛型纳米TiO2沉积在所述多壁碳纳米管表面构成所述锐钛型纳米TiO2膜，然后将纳米钒酸铋(BiVO₄)与类石墨相碳化氮(g-C₃N₄)按照重量比1︰2混合、以磁控模具溅射的方式在所述锐钛型纳米TiO2膜表面形成所述BiVO4/g-C3N4膜的方块阵列，每一个所述BiVO4/g-C3N4膜方块的大小为0.1×0.1×0.02mm。

所述偏置电压为100-255V。

所述激光接收器将接收的激光信号传输给光电检测CCD，通过该光电检测CCD将光信号转换成电信号，所述电信号通过数据采集卡传输至计算机进行分析处理。

所述多功能气体传感器安装在硬质直导管或可弯折导管的前端，硬质直导管或可弯折导管的后端连接有抽气泵，多功能气体传感器的外围设有防护网。