[发明专利]一种旁热式半导体型气敏传感器测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种旁热式半导体型气敏传感器测试装置及方法，包括基座、固定边框和腔体，腔体两侧通过水平方向连接杆与固定边框旋转连接，固定边框通过竖直方向连接杆与基座旋转连接，解决了待测气体为两种以上的多种混合气体时由于密度原因无法充分混合的难题，同时也加快了气体的混合摇匀速度，减少气敏材料的过度损耗。同时水平方向连接杆和竖直方向连接杆上分别设置顶丝，实现了腔体的轴向旋转和固定边框的轴向旋转的限制作用。本发明的腔体顶部设有若干均匀分布的气体输入阀，能够连接多种待测气体；同时固定平台上设有液体蒸发池，通过液体蒸发池底部的加热棒对液体蒸发池的易挥发液体进行加热，形成气体，便于本发明检测。

技术领域

本发明属于气敏传感器检测技术领域，尤其是一种旁热式半导体型气敏传感器测试装置及方法。

背景技术

随着化学工业的快速发展，易燃易爆及有毒有害气体种类增加，及时获知空气中目标气体的含量对避免爆炸、中毒事故非常重要。因此，各类气体检测仪被广泛应用于环境监测中。气体检测仪的核心元件是气敏传感器，按原理可分为催化燃烧型、电化学型、半导体型等。半导体气敏传感器以金属氧化物半导体为基础材料，当被测气体在该半导体表面吸附后，引起其电学特性(如电导率)发生变化并产生相关信号，电路将这些信号转换成电信号，根据电信号的强弱就可以对被测气体进行识别并获知浓度信息。典型的半导体气敏传感器由加热丝、测量电极、金属氧化物和陶瓷材料构成，所使用的的金属氧化物主要有二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、氧化铁(Fe2O3)等。

气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器，它对于环境保护和安全监督方面起着极重要的作用。气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的，由于检测现场温度、湿度的变化很大，又存在大量粉尘和油雾等，所以其工作条件较恶劣，而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物，附着在元件表面，往往会使其性能变差。所以对气敏传感器有下列要求：能够检测报警气体的允许浓度和其他标准数值的气体浓度，能长期稳定工作，重复性好，响应速度快，共存物质所产生的影响小等。

半导体气敏传感器因其测量极限浓度小、灵敏度高、响应恢复时间短、价格低廉等优点，已被大范围推广应用。近年来，我国气体检测仪生产企业数量增长迅速，气敏传感器测试装置是其产品质量的重要质控设备，需求量巨大；同时，我国高校、科研院所中研发气敏传感器的课题组众多，气敏传感器测试装置也成为重要的科研用设备。

目前气敏传感器测试过程中主要有以下难点：一，气敏传感材料对气体容易产生吸附作用，导致不同气体进行测试实验时，需要长时间通入待测气体，导致响应时间过长，此外长时间通入敏感气体后，也会造成气敏材料的过度损耗；二，当测试多种混合气体时，由于密度不同、流量过低等原因，会造成气体反应腔内气体无法在短时间内混合均匀，造成实验结果滞后或偏差；三，气敏材料的性能和温度有很大关联，传统的数模温度采样模块由于体积大、布局结构差等原因，难以测量气敏材料所在环境的真实温度，造成实验数据误差；四，模拟信号采集转化成数字信号传入上位机的过程中，线路上会造成干扰和，此外在模拟信号长距离传递过程中会在数据线上产生数据误差，影响测量结果；五，传统的气敏材料测试模块往往只能针对气体进行实验，无法对易挥发的液化进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种旁热式半导体型气敏传感器测试装置及方法，解决了待测气体为两种以上的多种混合气体时由于密度原因无法充分混合的难题，同时也加快了气体的混合摇匀速度，减少气敏材料的过度损耗。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种旁热式半导体型气敏传感器测试装置，包括基座、固定边框和腔体，所述腔体两侧通过水平方向连接杆与固定边框旋转连接，用于腔体沿水平方向轴向旋转，固定边框通过竖直方向连接杆与基座旋转连接，用于固定边框及腔体沿竖直方向轴向旋转，水平方向连接杆和竖直方向连接杆上分别设置顶丝，分别用于限制腔体的轴向旋转和固定边框的轴向旋转。

而且，所述腔体包括球形外壳和固定平台，球形外壳底部与固定平台的侧壁螺纹连接。