專利名稱：氣敏傳感器性能測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器性能測(cè)試裝置，尤其涉及一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
氣敏傳感器可隨時(shí)檢測(cè)可燃、易爆、毒性等氣體，因而其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、煤礦開采、地質(zhì)災(zāi)害、醫(yī)療診斷、國防軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。為了杜絕氣體泄露和提高實(shí)際生產(chǎn)的安全性，人們對(duì)氣敏傳感器的精度、可靠性的測(cè)試和鑒定提出了更高的要求。比如要求氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)能夠測(cè)試傳感器在不同溫度、不同濕度、不同濃度氣氛下的氣敏特性， 這就對(duì)氣敏傳感器的測(cè)試裝置提出了更為苛刻的要求。因此，研制和開發(fā)溫度可控、濕度可調(diào)、濃度可變、測(cè)試廢氣可回收的穩(wěn)定可靠氣敏傳感器性能測(cè)試裝置將具有非常重要的現(xiàn)
眉、ο經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請(qǐng)?zhí)?00610112883. 0，記載了 “一種對(duì)氣體傳感器或半導(dǎo)體器件性能進(jìn)行測(cè)試的系統(tǒng)”，其中公開了一種包括由配氣單元、加熱單元和測(cè)試單元組成的裝置，此裝置通過加熱器加熱來達(dá)到高溫下對(duì)氣敏傳感器的氣敏特性進(jìn)行測(cè)試。但這種裝置不能模擬野外零下幾十度的環(huán)境，對(duì)氣敏傳感器在極低溫度的性能不能夠進(jìn)行很好的測(cè)量和鑒定。中國專利申請(qǐng)?zhí)?00710063698. 1，記載了 “一種氣敏傳感器標(biāo)定和可靠性測(cè)試系統(tǒng)”，其中公開了一種包括由進(jìn)氣單元、氣體流量監(jiān)控及組分控制單元、 氣體混合腔、真空測(cè)試腔和傳感器電參量測(cè)試裝置組成的系統(tǒng)，其通過流量監(jiān)控達(dá)到了對(duì)不同濃度、不同種類氣體氣敏特性的測(cè)試。但此裝置無法模擬環(huán)境濕度變化，而濕度的變化對(duì)氣敏傳感器的測(cè)量精度具有很大的影響?！?jy W M R M' Ming-Ru Yu, Ren-Jang ffu, Murthy Chavali, Effect of "Pt" loading in ZnO-CuO hetero-junction material sensing carbon monoxide at room temperature, Sens. Actuators B 153 (2011) 321-328 (室溫下氧化鋅-氧化銅異質(zhì)結(jié)添加鉬元素對(duì)一氧化碳?xì)饷粜缘挠绊懀?瑞士)傳感器與執(zhí)行器B)，在不同溫度下對(duì)氣敏傳感器性能進(jìn)行了測(cè)試，文章中的裝置采用了動(dòng)態(tài)氣流流動(dòng)系統(tǒng)，克服了封閉式進(jìn)氣系統(tǒng)氣流擴(kuò)散限制的不足，從而提高了氣敏傳感器的響應(yīng)速率，并可測(cè)試傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。這種方法有望實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的測(cè)試，但由于此裝置沒有氣體均勻混合裝置，導(dǎo)致很難模擬實(shí)際生產(chǎn)氣體環(huán)境；再加上測(cè)試廢氣沒有得到很好的處理或回收再利用，更導(dǎo)致了易燃、易爆、 有毒氣體的測(cè)試廢氣可能對(duì)環(huán)境造成很大的污染和破壞，最終大大限制了此裝置的開發(fā)和投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，這種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置不但能夠模擬高溫環(huán)境，還能模擬低溫環(huán)境，以解決現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置只能模擬高溫環(huán)境的技術(shù)問題。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。
一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，包括測(cè)試室，所述測(cè)試室作為測(cè)試所述氣敏傳感器性能的場(chǎng)所；控溫控濕機(jī)構(gòu)，所述控溫控濕機(jī)構(gòu)用于控制所述測(cè)試室的測(cè)試溫濕度；配氣機(jī)構(gòu)，所述配氣機(jī)構(gòu)用于向所述測(cè)試室提供測(cè)試用氣體，以及從所述測(cè)試室排出所述測(cè)試用氣體；氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)，所述氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)用于測(cè)試置于所述測(cè)試室的氣敏傳感器的性能；所述控溫控濕機(jī)構(gòu)包括加熱管層，所述加熱管層圍出一個(gè)腔體，所述測(cè)試室包括測(cè)試區(qū)域，所述測(cè)試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；制冷管層，所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管；保溫層，所述保溫層包裹所述制冷管層；濕度調(diào)節(jié)器，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)。在這個(gè)技術(shù)方案中，本發(fā)明的所述氣敏傳感器性能測(cè)試裝置還能模擬不同的濕度環(huán)境，解決了現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置無法模擬不同的濕度環(huán)境的技術(shù)問題。進(jìn)一步，所述控溫控濕機(jī)構(gòu)還包括熱電偶， 控溫控濕電源；所述熱電偶固定設(shè)置于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)；所述控溫控濕電源與所述熱電偶、所述制冷管、所述加熱管、所述濕度調(diào)節(jié)器均通過導(dǎo)線連接。在本發(fā)明實(shí)施時(shí)，優(yōu)選地，所述測(cè)試室包括樣品臺(tái)，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述樣品臺(tái)固定設(shè)置于所述安裝孔中并且固定設(shè)置于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)部的垂直方向的正上方。進(jìn)一步，所述氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)包括氣敏測(cè)試儀；三芯導(dǎo)線；所述三芯導(dǎo)線的一端與所述氣敏測(cè)試儀的輸入端固定連接，另一端與所述樣品臺(tái)的頂部的輸出端固定連接。在本發(fā)明實(shí)施時(shí)，優(yōu)選地，所述配氣機(jī)構(gòu)包括混氣室，所述混氣室包括進(jìn)氣口和出氣口，所述混氣室的出氣口與所述測(cè)試室通過進(jìn)氣管連接，所述進(jìn)氣管穿過所述控溫控濕機(jī)構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測(cè)試室水平方向的一側(cè)；待測(cè)氣瓶，所述待測(cè)氣瓶包括出氣口，所述待測(cè)氣瓶的出氣口與所述混氣室的進(jìn)氣口通過第一管道連接；第一減壓閥，所述第一減壓閥設(shè)置在所述待測(cè)氣瓶的出氣口 ；第一質(zhì)量流量控制器，所述第一質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第一管道上；第一兩通開關(guān)，所述第一兩通開關(guān)設(shè)置在所述第一管道上，并且位于所述第一質(zhì)量流量控制器的下游；載氣瓶，所述載氣瓶包括出氣口，所述載氣瓶的出氣口與所述混氣室的進(jìn)氣口通過第二管道連接；第二減壓閥，所述第二減壓閥設(shè)置在所述載氣瓶的出氣口 ；第二質(zhì)量流量控制器，所述第二質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第二管道上；第二兩通開關(guān)，所述第二兩通開關(guān)設(shè)置在所述第二管道上，并且位于所述第二質(zhì)量流量控制器的下游；
第一三通閥，所述第一管道與所述第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有所述第一三通閥，所述第一三通閥位于所述第一兩通開關(guān)和所述第二兩通開關(guān)的下游；排氣泵，所述排氣泵包括進(jìn)氣口和出氣口，所述排氣泵的進(jìn)氣口與所述測(cè)試室通過出氣管連接，所述出氣管穿過所述控溫控濕機(jī)構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測(cè)試室水平方向的另一側(cè)；第三兩通開關(guān)，所述第三兩通開關(guān)設(shè)置在所述出氣管上。進(jìn)一步，所述混氣室是機(jī)械攪拌混氣室。所述機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速可調(diào)，使不同種類、不同濃度的氣體能夠進(jìn)行均勻的混合。進(jìn)一步，所述排氣泵是耐腐蝕排氣泵。本發(fā)明的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，使測(cè)試溫度、測(cè)試濕度、測(cè)試濃度、測(cè)試氣體種類均可調(diào)可控，此裝置解決了目前氣敏傳感器性能分析測(cè)試裝置中難以精確模擬實(shí)際環(huán)境的難題，此外，在本發(fā)明中，加熱層和保溫層不直接連接，加熱時(shí)，不會(huì)對(duì)保溫層造成破壞。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是具體實(shí)施方式
中所述的氣敏傳感器性能測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示。一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，包括測(cè)試室1，控溫控濕機(jī)構(gòu)2、循環(huán)配氣機(jī)構(gòu)3、氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)4。測(cè)試室1作為測(cè)試氣敏傳感器性能的場(chǎng)所。測(cè)試室1包括測(cè)試區(qū)域、樣品臺(tái)7，控溫控濕機(jī)構(gòu)2上設(shè)置有安裝孔，樣品臺(tái)7固定設(shè)置于安裝孔中并且固定設(shè)置于測(cè)試區(qū)域內(nèi)部的垂直方向的正上方；測(cè)試室1與氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)4通過導(dǎo)線連接?？販乜貪駲C(jī)構(gòu)2用于控制測(cè)試室的測(cè)試溫度和濕度，控溫控濕機(jī)構(gòu)2包括加熱管層、制冷管層、保溫層8、熱電偶12、濕度調(diào)節(jié)器11、控溫控濕電源13。保溫層可根據(jù)待測(cè)環(huán)境的溫度選擇適當(dāng)?shù)墓牧现谱?。加熱管層圍出一個(gè)腔體，測(cè)試室1包括測(cè)試區(qū)域，測(cè)試區(qū)域位于設(shè)置在腔體中，測(cè)試區(qū)域是腔體內(nèi)的空間區(qū)域；加熱管層包括耐火磚和設(shè)置在耐火磚中的加熱管10，加熱管10環(huán)繞測(cè)試室1布置；制冷管層包裹加熱管層，制冷管層包括耐火磚和設(shè)置在耐火磚中的制冷管9，制冷管9環(huán)繞測(cè)試室1布置。保溫層8包裹制冷管層。熱電偶12固定設(shè)置于測(cè)試區(qū)域內(nèi)。控溫控濕電源13用于提供電源并控制制冷管的制冷、加熱管的加熱和濕度調(diào)節(jié)器的工作，控溫控濕電源13與熱電偶12、制冷管9、加熱管10 均通過導(dǎo)線連接。濕度調(diào)節(jié)器11固定設(shè)置于安裝孔中并且位于測(cè)試區(qū)域內(nèi)?？販乜貪耠娫?3與濕度調(diào)節(jié)器11也通過導(dǎo)線連接。循環(huán)配氣機(jī)構(gòu)3用于向測(cè)試室1提供測(cè)試用氣體，以及從測(cè)試室1排出測(cè)試用氣體。循環(huán)配氣機(jī)構(gòu)3包括進(jìn)氣管5、出氣管6、混氣室21、待測(cè)氣瓶15、第一減壓閥171、第一質(zhì)量流量控制器181、第一兩通開關(guān)191、載氣瓶16、第二減壓閥172、第二質(zhì)量流量控制器182、第二兩通開關(guān)192、第一三通閥201、排氣泵22、第三兩通開關(guān)193、循環(huán)氣室14、第三質(zhì)量流量控制器183、第四兩通開關(guān)194、第五兩通開關(guān)195、第二三通閥202及連接各部分的管道。混氣室21包括進(jìn)氣口和出氣口，混氣室21的出氣口與測(cè)試室1通過進(jìn)氣管5 連接，進(jìn)氣管5穿過控溫控濕機(jī)構(gòu)2并且固定設(shè)置于測(cè)試室1水平方向的一側(cè)。待測(cè)氣瓶 15包括出氣口，待測(cè)氣瓶15的出氣口與混氣室21的進(jìn)氣口通過第一管道連接。第一減壓閥171設(shè)置在待測(cè)氣瓶15的出氣口。第一質(zhì)量流量控制器181設(shè)置在第一管道上。第一兩通開關(guān)191設(shè)置在第一管道上，并且位于第一質(zhì)量流量控制器181的下游。載氣瓶16包括出氣口，載氣瓶16的出氣口與混氣室21的進(jìn)氣口通過第二管道連接。第二減壓閥171 設(shè)置在載氣瓶16的出氣口。第二質(zhì)量流量控制器182設(shè)置在第二管道上。第二兩通開關(guān) 192設(shè)置在第二管道上，并且位于第二質(zhì)量流量控制器182的下游。第一管道與第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有第一三通閥201，第一三通閥201位于第一兩通開關(guān)191和第二兩通開關(guān)192的下游。排氣泵22包括進(jìn)氣口和出氣口，排氣泵22的進(jìn)氣口與測(cè)試室1通過出氣管6連接，出氣管6穿過控溫控濕機(jī)構(gòu)2并且固定設(shè)置于測(cè)試室1水平方向的另一側(cè)。第三兩通開關(guān)193設(shè)置在出氣管6上。循環(huán)氣室14包括進(jìn)氣口和出氣口，循環(huán)氣室14的出氣口與混氣室21的進(jìn)氣口通過第三管道連接，循環(huán)氣室14的進(jìn)氣口與排氣泵22的出氣口通過第四管道連接。第三質(zhì)量流量控制器183設(shè)置在第三管道上。第四兩通開關(guān)194設(shè)置在第三管道上，并且位于第三質(zhì)量流量控制器183的上游；第五兩通開關(guān)195設(shè)置在第三管道上，并且位于第三質(zhì)量流量控制器183的下游。第一管道與第二管道交匯后與第三管道交匯，在與第三管道交匯處設(shè)置有第二三通閥202，第二三通閥202位于第五兩通開關(guān)195 的下游。氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)4用于測(cè)試置于測(cè)試室1的氣敏傳感器的性能；氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)4包括氣敏測(cè)試儀23、三芯導(dǎo)線24。三芯導(dǎo)線M的一端與氣敏測(cè)試儀4的輸入端固定連接，另一端與樣品臺(tái)7的頂部的輸出端固定連接。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，混氣室21是機(jī)械攪拌混氣室，排氣泵22是耐腐蝕排氣泵。本具體實(shí)施方式
采用的循環(huán)配氣機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)傳感器的氣敏動(dòng)態(tài)響應(yīng)連續(xù)測(cè)試，而且測(cè)試廢氣的回收利用除了降低測(cè)試成本外，更重要的是綠色環(huán)保、對(duì)環(huán)境無污染。且整個(gè)測(cè)試無易燃、易爆、毒性測(cè)試氣體的排放，是一種環(huán)境友好、高效節(jié)能的氣敏傳感器性能測(cè)
I式 ο以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，包括測(cè)試室，所述測(cè)試室作為測(cè)試所述氣敏傳感器性能的場(chǎng)所； 控溫控濕機(jī)構(gòu)，所述控溫控濕機(jī)構(gòu)用于控制所述測(cè)試室的測(cè)試溫濕度； 配氣機(jī)構(gòu)，所述配氣機(jī)構(gòu)用于向所述測(cè)試室提供測(cè)試用氣體，以及從所述測(cè)試室排出所述測(cè)試用氣體；氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)，所述氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)用于測(cè)試置于所述測(cè)試室的氣敏傳感器的性能； 所述控溫控濕機(jī)構(gòu)包括加熱管層，所述加熱管層圍出一個(gè)腔體，所述測(cè)試室包括測(cè)試區(qū)域，所述測(cè)試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；制冷管層，所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管； 保溫層，所述保溫層包裹所述制冷管層；濕度調(diào)節(jié)器，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述控溫控濕機(jī)構(gòu)還包括熱電偶，所述熱電偶固定設(shè)置于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)；控溫控濕電源，所述控溫控濕電源與所述熱電偶、所述制冷管、所述加熱管、所述濕度調(diào)節(jié)器均通過導(dǎo)線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試室包括 樣品臺(tái)，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述樣品臺(tái)固定設(shè)置于所述安裝孔中并且固定設(shè)置于所述測(cè)試區(qū)域的內(nèi)部垂直方向的正上方。
4.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述配氣機(jī)構(gòu)包括 混氣室，所述混氣室包括進(jìn)氣口和出氣口，所述混氣室的出氣口與所述測(cè)試室通過進(jìn)氣管連接，所述進(jìn)氣管穿過所述控溫控濕機(jī)構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測(cè)試室水平方向的一側(cè)；待測(cè)氣瓶，所述待測(cè)氣瓶包括出氣口，所述待測(cè)氣瓶的出氣口與所述混氣室的進(jìn)氣口通過第一管道連接；第一減壓閥，所述第一減壓閥設(shè)置在所述待測(cè)氣瓶的出氣口； 第一質(zhì)量流量控制器，所述第一質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第一管道上； 第一兩通開關(guān)，所述第一兩通開關(guān)設(shè)置在所述第一管道上，并且位于所述第一質(zhì)量流量控制器的下游；載氣瓶，所述載氣瓶包括出氣口，所述載氣瓶的出氣口與所述混氣室的進(jìn)氣口通過第二管道連接；第二減壓閥，所述第二減壓閥設(shè)置在所述載氣瓶的出氣口 ； 第二質(zhì)量流量控制器，所述第二質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第二管道上； 第二兩通開關(guān)，所述第二兩通開關(guān)設(shè)置在所述第二管道上，并且位于所述第二質(zhì)量流量控制器的下游；第一三通閥，所述第一管道與所述第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有所述第一三通閥，所述第一三通閥位于所述第一兩通開關(guān)和所述第二兩通開關(guān)的下游；排氣泵，所述排氣泵包括進(jìn)氣口和出氣口，所述排氣泵的進(jìn)氣口與所述測(cè)試室通過出氣管連接，所述出氣管穿過所述控溫控濕機(jī)構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測(cè)試室水平方向的另一側(cè)；第三兩通開關(guān)，所述第三兩通開關(guān)設(shè)置在所述出氣管上。
5.如權(quán)利要求4所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述混氣室是機(jī)械攪拌混氣室。
6.如權(quán)利要求4所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述排氣泵是耐腐蝕排氣泵。
7.如權(quán)利要求3所述的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，其特征在于，所述氣敏測(cè)試機(jī)構(gòu)包括氣敏測(cè)試儀；三芯導(dǎo)線，所述三芯導(dǎo)線的一端與所述氣敏測(cè)試儀的輸入端固定連接，另一端與所述樣品臺(tái)的頂部的輸出端固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳感器性能測(cè)試裝置，尤其涉及一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置。一種氣敏傳感器性能測(cè)試裝置，包括控溫控濕機(jī)構(gòu)，所述控溫控濕機(jī)構(gòu)用于控制所述測(cè)試室的溫濕度；所述控溫控濕機(jī)構(gòu)包括加熱管層，制冷管層，保溫層，濕度調(diào)節(jié)器；所述加熱管層圍出一個(gè)腔體，所述測(cè)試室包括測(cè)試區(qū)域，所述測(cè)試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管；所述保溫層包裹所述制冷管層；所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測(cè)試區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測(cè)試裝置只能模擬高溫環(huán)境的技術(shù)問題。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102384962SQ201110352980
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者張亞非, 徐東, 王劍, 陳海燕, 魏浩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)