CN105021777A - 一种多功能气体传感器测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能气体传感器测试系统，包括配气机构与配气室、测试室、控制系统、测试机构、真空泵；配气机构用于向配气室内配制标准浓度气体和背景气体，测试室内存储有配置好标准浓度测试气体并用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性；控制系统用于控制配气室和测试室内的气体配置，包括温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制、各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制。该测试系统不仅能够通过自动化配置标准浓度气体实现传感器与标准气体的快速接触，还控制传感器测试环境的温度和湿度，也可实现多个传感器电学型气体响应、单个传感器光学型气体响应的同步测试。

Description

一种多功能气体传感器测试系统

技术领域

本发明涉及一种多功能气体传感器测试系统，具体涉及一种多功能气敏元件性能测试系统，属气敏传感器测试技术领域。

背景技术

气体传感器（气敏传感器或气敏元件）可用于易燃、易爆、有毒气体以及各种气态指示剂的浓度实时监测和安全报警，已被广泛应用于环境监测、工业生产、军事安全、医疗卫生和能源等领域。传感器的温度、湿度稳定性及其对于待侧气体的响应灵敏度、响应/回复速度和选择性等是判断其性能优劣的关键指标。随着相关领域的发展，人们对气体传感器的测量精度、准确性以及温湿度稳定性提出了更高的要求。

气体传感器测试系统主要由标准气体配置部分（配气单元）和性能测试部分（测试单元）所构成。传统气体传感器的配气单元多为半开放、半自动工作。例如，郑州炜盛电子科技有限公司的WS系列气敏元件测试系统和北方华测科技有限公司的纳米犬系列智能传感器测试仪均需通过人为地导入特定浓度待测气体或通过加热蒸发液态待测物产生蒸汽来进行配气和气敏元件性能参数标定。一方面，这种人为配气操作的误差大、重复性差，传感器标定结果可信度较低。另一方面，其测试腔体体积较大且为半开放结构，在对氢气或一氧化碳等小分子气体进行配置时极易发生泄漏而产生浓度误差。

经检索发现，中国专利申请号201110352980.8公开了一种“气敏传感器性能测试装置”，所述装置是通过控制阀门和流量计在密封性好的测试室中配置待测气体，能从一定程度上提高气敏元件参数标定的准确性。然而，市面上常用的气体传感器多为光学或电学型气体传感器，所述测试装置仅能实现单个气敏传感器电学特性的测试，局限性较大。特别是该装置配置的标准气体是由进气端经过混气室后直接进入测试腔体中，缓慢的进气和扩散过程会对传感器响应速度的标定产生较大影响。

进一步检索发现有如下五个已公开的技术方案：

[1]Kida T, Kuroiwa T, Yuasa M, Shimanoe K, Yamazoe N. Study on the response and recovery properties of semiconductor gas sensors using a high-speed gas-switching system [J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2008, 134(2): 928-33(利用高速气体切换系统研究半导体气体传感器的响应和恢复特性)；

[2]Adamyan A, Adamyan Z, Aroutiounian V, Arakelyan A, Touryan K, Turner J. Sol–gel derived thin-film semiconductor hydrogen gas sensor  [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2007, 32(16): 4101-8(溶胶凝胶制备薄膜半导体氢气传感器)；

[3]Jakubik W P. Hydrogen gas-sensing with bilayer structures of WO₃ and Pd in SAW and electric systems [J]. Thin Solid Films, 2009, 517(22): 6188-91(WO3和Pd双层结构表声波器件和电子系统的氢气敏感特性)；

[4]Shukla S, Patil S, Kuiry S C, Rahman Z, Du T, Ludwig L, Parish C, Seal S. Synthesis and characterization of sol–gel derived nanocrystalline tin oxide thin film as hydrogen sensor [J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2003, 96(1-2): 343-53(二氧化锡纳米晶薄膜氢气传感器的溶胶凝胶法制备与表征) ；

[5]Zhao M, Huang J X, Wong M H, Tang Y M, Ong C W. Versatile computer-controlled system for characterization of gas sensing materials [J]. The Review of scientific instruments, 2011, 82(10): 105001(通用计算机控制的气敏材料表征系统)。

上述文献（1-4）中报道的传感器测试系统同样存在测试功能单一和进气缓慢等问题。文献5中报道的传感器测试系统虽然解决了进气缓慢问题，但是测试腔体过小，仅能测试单个传感器的性能参数，使其检测效率较低。此外，该装置通过电阻计直接对待测传感器进行电阻监测，当待测传感器的电阻下降较大时，测试电路中的电流会发生骤增，使传感器发热而破坏检测结果的精确性。

由此可见，研制自动化和环境模拟程度高、标准气体配置比例准确的多功能高效智能化的气体传感器测试系统，对高精度气体传感器的研制、提高测试效率具有十分重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术提出的问题，提供一种多功能气体传感器测试系统。该测试系统不仅能够通过自动化配置标准浓度气体实现传感器与标准气体的快速接触，还控制传感器测试环境的温度和湿度，也可实现多个传感器电学型气体响应、单个传感器光学型气体响应的同步测试。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能气体传感器测试系统，包括：配气机构与配气室（4）、测试室（5）、控制系统、测试机构、真空泵（3）；所述配气机构用于向配气室（4）内提供标准浓度气体和背景气体；所述测试室（5）内存储有配置好标准浓度测试气体，测试室（5）用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性；所述控制系统用于控制配气室（4）和测试室（5）内的气体配置，控制系统包括：温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制，还包括各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制；

所述配气机构包括标准气体回路和背景气体回路；所述标准气体回路包括待测气瓶（1），自待测气瓶（1）之后依次连接有：减压阀（9）、过滤器（10）、电磁阀（11）、三通（12）、电磁阀（14）和与所述电磁阀（14）并联的质量流量控制器（13）、三通（15）；所述背景气体回路包括载气瓶（2），自载气瓶（2）之后依次连接有：减压阀（16）、过滤器（17）、电磁阀（18）、三通（19）、电磁阀（22）和与所述电磁阀（22）并联的质量流量控制器（20）、三通（21）；所述三通（15）和三通（21）的出气端分别连接至三通（23），三通（23）的出气端连接至三通（25），三通（25）一个出气端连接至三通（26）、另一个出气端连接至电磁阀（24），三通（26）的一个出气端通过电磁阀(30)连接至配气室（4）进气口（401）、另一个出气端通过电磁阀（27）与三通（28）连接，三通（28）的一端经电磁阀（32）连接至配气室（4）的出气口（402），三通（28）的另一端经电磁阀（29）连接至测试室（5）的进气口（501）；

所述配气室（4）是一个密封的不锈钢耐压容器，配气室（4）包括：进气口（401）、出气口（402）、出气口（403）、加湿装置、法兰（406）、搅拌风扇（408）、法兰（412）、湿度传感器（411）；所述出气口（403）依次经电磁阀（36）、三通（34）和三通（33），再连接至真空泵（3）的进气口，三通（33）的另一端还连接有电磁阀（37）；所述加湿装置包括封装在法兰（406）下面的加湿座（404）、进水管（405）、水槽（413）和加热丝（407）；所述进水管（405）通过电磁阀（31）与外部水源连接；加湿装置与湿度传感器（411）用于自动调节配气室（4）内部的湿度；所述搅拌风扇（408）是可调速风扇；

所述测试室（5）也是一个密封的不锈钢耐压容器，测试室（5）包括：进气口（501）、出气口（502）、法兰（506）、样品台（51）和电加热管（508），所述法兰（506）是取放样品台（51）的安装孔，法兰（506）位于测试室（5）的顶部中间位置；所述出气口（502）经电磁阀（35）连接至三通（34）；

所述控制系统包括：控制柜（7）和与控制柜（7）连接的计算机（8），所述控制柜（7）的内部安装有：温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块、真空度采集模块、质量流量采集与控制模块、电磁阀通断及真空泵启停逻辑控制单元；还有匹配电阻盒（6），所述匹配电阻盒（6）固定设置于控制柜（7）的上方；

所述测试机构包括固定在测试室（5）内部的样品台（51）；

其特征在于：

所述配气室（4）内部还有真空传感器（409）的压力传感器（410），所述真空传感器（409）和压力传感器（410）分别通过导线与所述真空度采集模块及压力采集模块连接；

所述测试室（5）壳体的左侧、前侧和后侧的同一高度上，分别布置有石英玻璃法兰（503）、石英玻璃法兰（505）和石英玻璃法兰（504）；所述石英玻璃法兰用于气体传感器光学特性测试时的入射光、出射光和反射光的引入和检测；

所述样品台（51）为绝缘陶瓷板，样品台（51）通过螺纹卡扣连接在法兰（506）下部，样品台（51）背面是电加热管（508），还有温度传感器（511）、湿度传感器（512）、压力传感器（513），所述温度传感器（511）、湿度传感器（512）和压力传感器（513）分别通过导线（509）与所述温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块连接；

样品台（51）的正面为待测样品放置区，样品台（51）两侧自上而下设置有两排探针架，每一排探针架上固定设置有三对电学测试探针接头，各电学测试探针接头的引出线（507）穿过法兰（506）再与匹配电阻盒（6）相连，所述匹配电阻盒（6）用于六路气体传感器电学性能的同步测试；

样品台（51）上有一个直径约5mm的光学通孔（510），所述光学通孔（510）的中心与所述石英玻璃法兰（503）的中心等高；

所述匹配电阻盒（6）包括：精密电阻箱和数据采集模块DAQ（607），所述精密电阻箱内有至少六组相同的精密电阻，每一组精密电阻包括阻值分别为10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ、1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ的至少十只精密电阻和一个十档位旋钮开关，呈电阻性的被测气敏元件一端与所述旋钮开关串联后再与十只精密电阻中的任一电阻串联，构成串联分压采样电路；所述被测气敏元件电阻值采集模块DAQ（607）有至少六个分压采集输入端（AI01～AI06）。

如上所述一种多功能气体传感器测试系统，其特征在于：在测试光学型传感器时，通过所述石英玻璃法兰（503）、石英玻璃法兰（504）和石英玻璃法兰（505），实现入射光、反射光和透射光的引入和检测；当测试电学型气体传感器时，通过六对电学测试探针连接至六个待测传感器电阻的二端，实现六个传感器的同步测试。

如上所述一种多功能气体传感器测试系统，其特征在于：所述多功能气体传感器测试系统或者是同时进行六个电学型传感器和一个光学型传感器的同步测试。

一种采用如上所述的多功能气体传感器测试系统的测试室快速充气方法，其特征在于：按如下步骤对测试室进行快速充气：

⑴关闭配气室（4）和测试室（5）上部的进气电磁阀（30、32和29），开通电磁阀（35）和电磁阀（36），启动真空泵（3）并抽出配气室（4）和测试室（5）内的空气；当配气室（4）的真空传感器（409）检测值达到设定值时；即进入如下步骤：

⑵关闭电磁阀（35）和电磁阀（36）；

⑶按设定程序通过配气机构向配气室（4）内输入配置好的待测气体；

⑷开通电磁阀（29）电磁阀（32），自配气室（4）向测试室（5）内快速充入待测气体。其有益效果是：通过将测试室抽真空后快速通入配气机构配置好的特定浓度待测气体，可实现待测传感器与待测气体的快速接触，从而准确测试传感器的响应时间和恢复时间，既提升了测试效率，又提高了测试精度。

本发明的有益效果是：

⑴ 本发明的多功能气敏元件性能测试系统，使气敏元件所处环境的温度、湿度实现自动化调控，通过计算机自动控制配置好待测标准浓度气体并将该标准浓度气体直接打入真空测试腔体中，实现测试气体与待测气敏元件的快速接触，解决了目前气敏元件测试系统中待测气体进入较慢而引起的响应慢问题，使气敏元件的测试环境与真实应用环境相符。

⑵本发明所述测试系统可实现多个气敏元件电学性能的测试，还可通过加入光源和光谱仪实现对单个气敏元件电学和光学型响应的同步测试。

⑶通过将测试室抽真空后快速通入配气机构配置好的特定浓度待测气体，可实现待测传感器与待测气体的快速接触，从而准确测试传感器的响应时间和恢复时间，既提升了测试效率，又提高了测试精度。

附图说明

图1是本发明实施例多功能气敏元件性能测试系统结构示意图；

图2是配气室结构示意图；

图3是测试室结构示意图；

图4是样品台正面结构示意图；

图5是样品台背面结构示意图；

图6是样品台的侧面结构示意图；

图7是匹配电阻盒电路原理图。

图中的标记说明：

附图1中：1—待测气瓶，2—载气瓶，3—真空泵，4—配气室，5—测试室，6—电阻盒，7—控制柜，8—计算机，9、16—减压阀，（10、17）—过滤器，（11、14、18、22、24、27、29、30、31、32、33、35、36、37）—二位二通电磁阀，（12、15、19、21、23、25、26、28、33、34）—三通，（13、20）—质量流量控制器。

附图2中：401—进气口，（402、403）—出气口，404—加湿座，405—进水管，406—法兰，407—加热丝，408—搅拌风扇，409—真空传感器，410—压力传感器，411—湿度传感器，412—法兰。

附图3中：501—进气口，502—出气口，（503、504、505）—石英玻璃法兰，506—法兰。

附图4、5、6中：51—样品台，506—法兰，507—引出线，508—电加热管，509—导线，510—光学通孔，511—温度传感器，512—湿度传感器，513—压力传感器，514、515—第一探针接头，（516、517）—第二探针接头，（518、519）—第三探针接头，（520、521）—第四探针接头，（522、523）—第五探针接头，（524、525）—第六探针接头。

附图7中：607—电阻值采集模块DAQ，（601、602、603、604、605、606）—第一至第六组可调精密电阻，（S1、S2、S3、S4、S5、S6）—第一至第六只被测气敏传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

如附图1所示，本发明一种多功能气体传感器测试系统，包括：配气机构与配气室4、测试室5、控制系统、测试机构、真空泵3。其中配气机构用于向配气室4内提供标准浓度气体和背景气体，测试室5内存储有配置好标准浓度测试气体，测试室5用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性，控制系统用于控制配气室4和测试室5内的气体配置，控制系统包括：温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制，还包括各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制。

图1中，配气机构包括标准气体回路和背景气体回路，其中标准气体回路包括待测气瓶1，待测气瓶1之后依次连接有：减压阀9、过滤器10、电磁阀11、三通12、电磁阀14和与所述电磁阀14并联的质量流量控制器13、三通15。背景气体回路包括载气瓶2，载气瓶2之后依次连接有：减压阀16、过滤器17、电磁阀18、三通19、电磁阀22和与所述电磁阀22并联的质量流量控制器20、三通21；所述三通15和三通21的出气端分别连接至三通23，三通23的出气端连接至三通25，三通25的一个出气端连接至三通26、另一个出气端连接至电磁阀24，三通26的一个出气端通过电磁阀30连接至配气室4进气口401、另一个出气端通过电磁阀27与三通28连接，三通28的一端经电磁阀32连接至配气室4的出气口402，三通28的另一端经电磁阀29连接至测试室5的进气口501。

参见图1和图2，配气室4是一个密封的不锈钢耐压容器，配气室4包括：进气口401、出气口402、出气口403、加湿装置、法兰406、搅拌风扇408、法兰412、湿度传感器411。配气室4的内部还有真空传感器409的压力传感器410，真空传感器409和压力传感器410分别通过导线与所述真空度采集模块及压力采集模块连接。出气口403依次经电磁阀36、三通34和三通33，再连接至真空泵3的进气口，三通33的另一端还连接有电磁阀37。加湿装置包括封装在法兰406下面的加湿座404、进水管405、水槽413和加热丝407，进水管405通过电磁阀31与外部水源连接。加湿装置与湿度传感器411用于自动调节配气室4内部的湿度，搅拌风扇408是可调速风扇。

参见图1和图3，测试室5也是一个密封的不锈钢耐压容器，测试室5包括：进气口501、出气口502、法兰506、样品台51和电加热管508。法兰506是取放样品台51的安装孔，法兰506位于测试室5的顶部中间位置，出气口502经电磁阀35连接至三通34。测试室5壳体的左侧、前侧和后侧的同一高度上，分别布置有石英玻璃法兰503、石英玻璃法兰505和石英玻璃法兰504，石英玻璃法兰用于气体传感器光学特性测试时的入射光、出射光和反射光的引入和检测。

参见图1和图7，控制系统包括：控制柜7和与控制柜7连接的计算机8，所述控制柜7的内部安装有：温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块、真空度采集模块、质量流量采集与控制模块、电磁阀通断及真空泵启停逻辑控制单元；还有匹配电阻盒6，所述匹配电阻盒6固定设置于控制柜7的上方。

参见图4～7，测试机构包括固定在测试室5内部的样品台51。样品台51为绝缘陶瓷板，样品台51通过螺纹卡扣连接在法兰506下部，样品台51背面是电加热管508，还有温度传感器511、湿度传感器512、压力传感器513。所述温度传感器511、湿度传感器512和压力传感器513分别通过导线509与所述温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块连接。样品台51的正面为待测样品放置区，样品台51两侧自上而下设置有两排探针架，每一排探针架上固定设置有三对电学测试探针接头，各电学测试探针接头的引出线507穿过法兰506再与匹配电阻盒6相连，所述匹配电阻盒6用于六路气体传感器电学性能的同步测试。样品台51上还有一个直径约5mm的光学通孔510，所述光学通孔510的中心与所述石英玻璃法兰503的中心等高。

参见图7，匹配电阻盒6包括：精密电阻箱和数据采集模块DAQ607，所述精密电阻箱内有至少六组相同的精密电阻，每一组精密电阻包括阻值分别为10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ、1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ的至少十只精密电阻和一个十档位旋钮开关，呈电阻特性的被测气敏元件（传感器S1～S6）的一端与所述旋钮开关串联后再与十只精密电阻中的任一电阻串联，构成串联分压采样电路；所述被测气敏元件电阻值采集模块DAQ607有至少六个分压采集输入端AI01～AI06。

本发明多功能气体传感器测试系统可同时进行六个电学型传感器的同步测试，也可以是单独对一个光学型传感器的进行测试，还可以同时进行六个电学型传感器的同步测试和一个光学型传感器的进行测试。在测试光学型传感器时，通过所述石英玻璃法兰503、石英玻璃法兰504和石英玻璃法兰505，实现入射光、反射光和透射光的引入和检测；当测试电学型气体传感器时，通过六对电学测试探针连接至六个待测传感器电阻的二端，实现六个传感器的同步测试。

实际对气敏元件进行测试时，本发明多功能气体传感器测试系统可实现对测试室5的快速充气，该快速充气步骤如下：

⑴关闭配气室4和测试室5上部的进气电磁阀30、32和29，开通电磁阀35和电磁阀36，启动真空泵3并抽出配气室4和测试室5内的空气；由于此时配气室4和测试室5是连通的，当配气室4内的真空传感器409检测值达到设定值时；即进入如下步骤：

⑵关闭电磁阀35、电磁阀36；

⑶按设定程序通入配气机构向配气室4内输入配置好的待测气体；

⑷开通电磁阀29和电磁阀32，自配气室4向测试室5内快速充入待测气体。

快速充气的有益效果是：通过将测试室抽真空后快速通入配气机构配置好的特定浓度待测气体，可实现待测传感器与待测气体的快速接触，从而准确测试传感器的响应时间和恢复时间，既提升了测试效率，又提高了测试精度。

参见图1，计算机8为主流配置的台式计算机，通过USB、RS232和RS485接口分别与匹配电阻盒6中的数据采集模块DAQ607、控制柜7中的温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块、真空度采集模块、质量流量采集与控制模块、电磁阀通断及真空泵启停逻辑控制单元等连接。计算机8预装有Labview软件，通过Labview软件，实现：测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性、控制配气室4和测试室5内的气体配置、还有温湿度信号采集与控制、气压或真空度信号采集与控制、气体的质量流量控制、各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制和调速控制、被测传感器的测试过程等控制。

本发明实施例组装的多功能气敏元件测试系统可实现六路气体传感器电学性能的同步测试或一路气体传感器光学电学性能的同步测试。通过计算机控制14个两通电磁阀的通断实现自动配气和自动测试，并能够实现对测试气体湿度和测试环境温度的调控。通过将测试室抽真空后快速通入配气机构配置好的特定浓度待测气体，可实现传感器与待测气体的快速接触，从而准确测试传感器的响应时间和恢复时间。本装置既能提升测试效率，又能提高测试精度，并实现气体传感器电学、光学特性的批量自动化测试。特别是通过将测试室抽真空后快速通入配气机构配置好的特定浓度待测气体，可实现待测传感器与待测气体的快速接触，从而准确测试传感器的响应时间和恢复时间。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。 

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (4)

1.一种多功能气体传感器测试系统，包括：配气机构与配气室（4）、测试室（5）、控制系统、测试机构、真空泵（3）；所述配气机构用于向配气室（4）内提供标准浓度气体和背景气体；所述测试室（5）内存储有配置好标准浓度测试气体，测试室（5）用于测试标准待测气体浓度下的传感器敏感特性；所述控制系统用于控制配气室（4）和测试室（5）内的气体配置，控制系统包括：温湿度控制、气压或真空度控制、气体的质量流量控制，还包括各气路电磁阀的通断控制、真空泵的启停控制、搅拌风扇的启停控制、被测传感器的测试过程控制；

所述配气机构包括标准气体回路和背景气体回路；所述标准气体回路包括待测气瓶（1），自待测气瓶（1）之后依次连接有：减压阀（9）、过滤器（10）、电磁阀（11）、三通（12）、电磁阀（14）和与所述电磁阀（14）并联的质量流量控制器（13）、三通（15）；所述背景气体回路包括载气瓶（2），自载气瓶（2）之后依次连接有：减压阀（16）、过滤器（17）、电磁阀（18）、三通（19）、电磁阀（22）和与所述电磁阀（22）并联的质量流量控制器（20）、三通（21）；所述三通（15）和三通（21）的出气端分别连接至三通（23），三通（23）的出气端连接至三通（25），三通（25）一个出气端连接至三通（26）、另一个出气端连接至电磁阀（24），三通（26）的一个出气端通过电磁阀(30)连接至配气室（4）进气口（401）、另一个出气端通过电磁阀（27）与三通（28）连接，三通（28）的一端经电磁阀（32）连接至配气室（4）的出气口（402），三通（28）的另一端经电磁阀（29）连接至测试室（5）的进气口（501）；

所述配气室（4）是一个密封的不锈钢耐压容器，配气室（4）包括：进气口（401）、出气口（402）、出气口（403）、加湿装置、法兰（406）、搅拌风扇（408）、法兰（412）、湿度传感器（411）；所述出气口（403）依次经电磁阀（36）、三通（34）和三通（33），再连接至真空泵（3）的进气口，三通（33）的另一端还连接有电磁阀（37）；所述加湿装置包括封装在法兰（406）下面的加湿座（404）、进水管（405）、水槽（413）和加热丝（407）；所述进水管（405）通过电磁阀（31）与外部水源连接；加湿装置与湿度传感器（411）用于自动调节配气室（4）内部的湿度；所述搅拌风扇（408）是可调速风扇；

所述测试室（5）也是一个密封的不锈钢耐压容器，测试室（5）包括：进气口（501）、出气口（502）、法兰（506）、样品台（51）和电加热管（508），所述法兰（506）是取放样品台（51）的安装孔，法兰（506）位于测试室（5）的顶部中间位置；所述出气口（502）经电磁阀（35）连接至三通（34）；

所述控制系统包括：控制柜（7）和与控制柜（7）连接的计算机（8），所述控制柜（7）的内部安装有：温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块、真空度采集模块、质量流量采集与控制模块、电磁阀通断及真空泵启停逻辑控制单元；还有匹配电阻盒（6），所述匹配电阻盒（6）固定设置于控制柜（7）的上方；

所述测试机构包括固定在测试室（5）内部的样品台（51）；

其特征在于：

所述配气室（4）内部还有真空传感器（409）的压力传感器（410），所述真空传感器（409）和压力传感器（410）分别通过导线与所述真空度采集模块及压力采集模块连接；

所述测试室（5）壳体的左侧、前侧和后侧的同一高度上，分别布置有石英玻璃法兰（503）、石英玻璃法兰（505）和石英玻璃法兰（504）；所述石英玻璃法兰用于气体传感器光学特性测试时的入射光、出射光和反射光的引入和检测；

所述样品台（51）为绝缘陶瓷板，样品台（51）通过螺纹卡扣连接在法兰（506）下部，样品台（51）背面是电加热管（508），还有温度传感器（511）、湿度传感器（512）、压力传感器（513），所述温度传感器（511）、湿度传感器（512）和压力传感器（513）分别通过导线（509）与所述温度采集与控制模块、湿度采集与控制模块、压力采集模块连接；

所述样品台（51）的正面为待测样品放置区，样品台（51）两侧自上而下设置有两排探针架，每一排探针架上固定设置有三对电学测试探针接头，各电学测试探针接头的引出线（507）穿过法兰（506）再与匹配电阻盒（6）相连，所述匹配电阻盒（6）用于六路气体传感器电学性能的同步测试；

所述样品台（51）上有一个直径约5mm的光学通孔（510），所述光学通孔（510）的中心与所述石英玻璃法兰（503）的中心等高；

所述匹配电阻盒（6）包括：精密电阻箱和数据采集模块DAQ（607），所述精密电阻箱内有至少六组相同的精密电阻，每一组精密电阻包括阻值分别为10Ω、100Ω、1kΩ、10kΩ、100kΩ、1MΩ、10MΩ、100MΩ、1GΩ、10GΩ的至少十只精密电阻和一个十档位旋钮开关，呈电阻性的被测气敏元件一端与所述旋钮开关串联后再与十只精密电阻中的任一电阻串联，构成串联分压采样电路；所述被测气敏元件电阻值采集模块DAQ（607）有至少六个分压采集输入端（AI01～AI06）。

2.如权利要求1所述一种多功能气体传感器测试系统，其特征在于：在测试光学型传感器时，通过所述石英玻璃法兰（503）、石英玻璃法兰（504）和石英玻璃法兰（505），实现入射光、反射光和透射光的引入和检测；当测试电学型气体传感器时，通过六对电学测试探针连接至六个待测传感器电阻的二端，实现六个传感器的同步测试。

3.如权利要求1所述一种多功能气体传感器测试系统，其特征在于：所述多功能气体传感器测试系统或者是同时进行六个电学型传感器和一个光学型传感器的同步测试。

4.一种采用权利要求1～3所述的多功能气体传感器测试系统的测试室快速充气方法，其特征在于：按如下步骤对测试室进行快速充气：

⑴关闭配气室（4）和测试室（5）上部的进气电磁阀（30、32和29），开通电磁阀（35）和电磁阀（36），启动真空泵（3）并抽出配气室（4）和测试室（5）内的空气；当配气室（4）的真空传感器（409）检测值达到设定值时；即进入如下步骤：

⑵关闭电磁阀（35）和电磁阀（36）；

⑶按设定程序通入配气机构向配气室（4）内输入配置好的待测气体；

⑷开通电磁阀（29）电磁阀（32），自配气室（4）向测试室（5）内快速充入待测气体。