[发明专利]一种水凝胶气体传感器、气体检测装置及气体检测方法

权利要求书

1.一种水凝胶气体传感器，其特征在于，包括固定在载体上的导电水凝胶；

所述导电水凝胶至少包括以下组分：聚乙烯醇、卡拉胶和聚离子液体；

所述聚离子液体选自烯基功能化离子液体中的至少一种；

所述烯基功能化离子液体至少包括乙烯基离子对。

2.根据权利要求1所述的水凝胶气体传感器，其特征在于，

所述聚乙烯醇与所述卡拉胶质量比为1:0.1～0.3；

所述乙烯基离子对为乙烯基阳离子单体和乙烯基阴离子单体。

所述乙烯基阳离子单体的用量为所述聚乙烯醇质量的1％～25％；

所述乙烯基阳离子单体和所述乙烯基阴离子单体的摩尔比为1:1～10。

3.根据权利要求1所述的水凝胶气体传感器，其特征在于，

所述乙烯基阳离子单体为1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐；

所述乙烯基阴离子单体为对苯乙烯磺酸钠水合物；

所述聚乙烯醇的聚合度为1600～1800；

所述卡拉胶的分子量为700～1000。

4.根据权利要求1所述的水凝胶气体传感器，其特征在于，所述导电水凝胶的水含量为75wt％～90wt％。

5.一种气体检测装置，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的水凝胶气体传感器、密封的气体检测腔和电阻检测仪；

所述水凝胶气体传感器位于所述气体检测腔内；

所述水凝胶气体传感器上分别设置有两条导线，所述两条导线分别与电阻检测仪电性连接；

所述气体检测腔上开设有气体进口和气体出口。

6.一种气体检测方法，其特征在于，采用权利要求5所述的气体检测装置进行气体检测，所述方法至少包括：

在所述气体检测腔内通入已知浓度气体，获得响应时间内所述已知浓度气体的电阻变化值；

利用已知浓度气体的电阻变化值制作工作曲线；

在所述气体检测腔内通入待测气体，获得所述恢复时间内所述待测气体的电阻变化值；

将所述待测气体的电阻变化值与所述工作曲线比对，计算得到气体的浓度。

7.根据权利要求6所述的气体检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：

在所述气体检测腔内通入空气，获得稳定的初始电阻R₀；

在所述气体检测腔内通入已知浓度气体，获得响应时间内所述已知浓度气体的电阻变化值；

利用已知浓度气体的电阻变化值制作工作曲线；

在所述气体检测腔内通入待测气体，获得所述响应时间内所述待测气体的电阻变化值△R；

在所述气体检测腔内通入空气，获得所述恢复时间内电阻的恢复值；

将所述待测气体的电阻变化值与工作曲线比对，计算得到气体的浓度。

8.根据权利要求6或7所述的气体检测方法，其特征在于，所述利用已知浓度气体的电阻变化值制作工作曲线，至少包括：

以气体浓度为横坐标，以已知浓度气体的电阻变化值△R与初始电阻值R₀的比值为纵坐标作图，得到工作曲线。

9.根据权利要求6或7所述的气体检测方法，其特征在于，

所述响应时间为100～1000s；

所述恢复时间为100～1000s。

10.根据权利要求6或7所述的气体检测方法，其特征在于，所述气体为二氧化氮。