一种精确表征有机挥发性气体传感器的检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测装置，特别涉及一种精确表征有机挥发性气体传感器性 能的检测装置。

背景技术：

有机挥发性气体(VOCs)是指饱和蒸气压较低、常温下容易挥发的碳氢化合物 及其衍生物，是除氮氧化物、小颗粒外又一污染源。有机挥发性气体大部分具有 毒性、刺激性以及致癌性，会造成环境污染，也会严重损害人体健康。近年来， 由于我国雾霾天气越来越严重，国家也越来越重视VOCs的污染问题，并出台了 相关规定控制有害气体的排放，保障生态环境的安全和人体的健康。在化工生产、 环境保护、医药及建筑材料等诸多领域都需要对VOCs进行检测，探测和预警。 因此开发成本低、测量精确高、检测范围广的检测装置非常有必要。

在本实用新型发明之前，已经有研究者使用气相色谱仪、质谱分析法、光离 子化验检测以及光纤维传感设备进行了检测。但是气相色谱仪和质谱分析法虽然 测试结果可靠，但是检测设备体积较大、成本较高、测试周期长，不适合大规模 应用。半导体气体传感器，成本低、响应快、灵敏度高，具有很好的商业应用前 景。但气体传感器容易发生漂移，需要定期对传感器性能进行标定，因此需要一 种造价便宜、操作简便，并能在不同测试环境内达到准确、快速表征有机挥发性 气体传感器的仪器装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制一种精确表征有机挥发性气体. 传感器性能的检测装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种精确表征有机挥发性气体传感器性能的检测装置，其主要技术特征在于由检测回路、恢复回路、测试机构和配气机构组成；所述检测回路为测试进气阀连接气泵，气泵连接测试质量控制计，测试质量控制计连接测试罐，测试罐连接测试出气阀；所述恢复回路为合成空气瓶引出两路，一路为湿润空气质量控制计连接 湿度配试瓶，另一路为干燥空气质量控制计，合并后连接空气进气阀；所述测试 机构为电源配适器连接数据采集器并连接传感器，再连接电脑；所述配气机构为 连接测试回路、恢复回路并设置压力表、电风扇的配比箱。

所述检测回路的测试罐中设置传感器。

本实用新型的优点和效果在于配比箱上每个接口都有开关独立控制，有机挥 发性气体和合成空气可以单独注入，注入合成空气可以使传感器脱附，使电阻值 回到初值。整个准备过程可以在5分钟内即可完成。由于质量控制计及压力表的 控制，测试结果更为精确，通过配制不同湿度环境，可以模拟湿度操作环境，所 以该装置能有效的减少测试时间，实现在不同湿度环境下对有机挥发性气体的精 确检测。

附图说明

图1——本实用新型结构原理示意图。

图2——本实用新型对ZnFe₂O₄传感器进行丙酮气体测试的结果示意图。

图中各标号表示对应的部件名称如下：

电脑1、数据采集器2、电源配适器3、测试质量控制计4、气泵5、测试进 气阀6、测试出气阀7、空气进气阀8、压力表9、配比箱10、电风扇11、液体 注射孔12、排气阀13、湿润空气质量控制计14、干燥空气质量控制计15、湿度 配试瓶16、测试罐17、传感器18、合成空气瓶19。

具体实施方式

如图1中所示：

本实用新型由检测回路、恢复回路、测试机构和配气机构组成，组成装置的 所有部件，除合成空气瓶外19外，均放置在气敏测试台上。通过测试管道依次 用螺纹连接将测试进气阀6、气泵5、测试质量控制计4、装有传感器18的测试 罐17和测试出气阀7串联，从而组成检测回路；在检测回路的前方，用测试管 道将合成空气瓶中19中的气体引出并分成两路，一路为用管道串联的湿润空气 质量控制计14和湿度配试瓶16，其中管道和湿润空气质量控制计14为螺纹连 接，另一路为干燥空气质量控制计15，它与连接湿润空气质量控制计14和湿度 配试瓶16为并联连接，分流的测试管道在通过干燥空气质量控制计15及湿度配 试瓶16后合为一路通过空气进气阀8回到配比箱9，这套机构组成恢复回路。 在检测回路的后方，电源配适器3、数据采集器2通过导线与传感器相连，进行 温度控制及数据采集，得到的数据通过电脑进行显示，从而组成测试机构。与检 测回路、恢复回路连接并内附有压力表9、电风扇11的配比箱10组成配气机构。 其具体结构如图1所示。

本实用新型应用过程简要说明：

测试前利用气泵5将配比箱11抽真空一段时间，之后打开合成空气瓶19， 合成空气经管道分为两路，一路通过湿度配试瓶16成为湿润空气(湿度为100％)， 一路直接通入干燥空气质量控制计15，通过控制通入湿润空气质量控制计14和 干燥空气质量控制计15(500ml/min-1000ml/min)的气体流量，控制管中空气的 湿度含量。具有固定湿度的空气通过空气进气阀8通入至配比箱10中，待压力 表9的时数正常时，关闭空气进气阀8和合成空气瓶19。经液体注射孔12注入 有机挥发性气体，如甲醇、乙醇、丙酮、甲苯等，通过电风扇11加快气体扩散 速度，得到浓度固定的VOCs气体。打开阀门测试进气阀6、测试出气阀7，配比 箱11中的气体在气泵5的作用下被抽送至测试质量控制计4，通过控制测试质 量控制计4(50mL/min-200mL/min)来控制注入测试罐17中的气体流量，传感 器18由电源配识器3进行加热，产生的电阻变化由数据采集器2接收并传送至 电脑1，被检测的气体通过测试出气阀7回到配比箱中。待传感器响应结束后， 打开空气进气阀8、合成空气瓶19和排气阀13，开启恢复回路，通过湿润空气 质量控制计14、干燥空气质量控制计15(500mL/min-1000mL/min)将固定湿度 的气体注入配比箱10中，逐步得到背景气体、使传感器恢复，多余气体由排气 阀13经管道排出。

本实用新型可以在不同湿度情况对多种有机挥发性气体进行动态精确检测， 此检测设备通过压力表、质量控制计等设备精确调控检测环境，从而使检测数据 更为精准其精确检测结果如图2所示。