CN105911097A - 多通道薄膜型气敏材料响应测试装置 - Google Patents

多通道薄膜型气敏材料响应测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气敏材料测试领域，提供一种多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，该装置包括气体测试腔体、密封圈、样品池盖板和若干对金属电极杆，密封圈设置在气体测试腔体和样品池盖板之间，样品池盖板上设置有通孔，金属电极杆穿过通孔并与样品池盖板固定连接。本发明提出的技术方案采用直插式电极，能够减少电流的损失，便于捕捉响应信号，具有较高的灵敏度和较小的测量误差。

Description

多通道薄膜型气敏材料响应测试装置
技术领域
本发明属于气敏材料测试领域，特别涉及一种多通道薄膜型气敏材料响应测试装置。
背景技术
无机气体的检测是安全监控的重要技术手段，也是一项重大的技术难题，一般易燃、易爆危险品会伴随着无机气体的释放和粘连，因此，对空气和特定环境中的无机气体含量进行快速、准确的原位测量有广阔的应用前景，而气体传感器是一种实现无机气体实时检测的简便方法。
微气氛检测技术正在向智能化、小型化和便携化的方向发展，气敏传感器的研究日益得到重视。气敏传感器的研究离不开气敏材料的制备及测试手段提高，而研制气敏材料和传感器需考察其对不同气体的响应性能，气体响应测试装置是其中必不可少的测试组件。
目前，国内外的科研人员对气敏材料测试的关注点多在气体材料的灵敏度、稳定性以及测试设备的精度，对于气体响应测试装置一般采用简单的单通道测试腔，其可靠性不高，精度低，测试效率低；少数具有多通道测试腔的测试系统，搭配静态配气的方法，需要配备密闭的大体积气室，使得样品气体的脱附时间长，不适合进行大量的气体测试。
发明内容
【要解决的技术问题】
本发明的目的是提供一种结构简单、方便实用、检测结果稳定可靠的多通道气体响应测试装置。
【技术方案】
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明涉及一种多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，包括气体测试腔体、密封圈、样品池盖板和若干对金属电极杆，所述密封圈设置在气体测试腔体和样品池盖板之间，所述样品池盖板上设置有通孔，所述金属电极杆穿过通孔并与样品池盖板固定连接。所述气体测试腔体的一侧设置有进气孔和出气孔，便于气体测试腔内背景气体和目标气体的加载。本发明通过设置密封圈，可以提高样品池气体的密封性，防止气体从气体测试腔体和样品池盖板的连接处泄露。
作为一种优选的实施方式，所述气体测试腔体的底部设置有凹槽。该凹槽用于放置石英玻璃片等绝缘基体，防止金属电极杆的底端金属触点与气体测试腔体底部直接接触而导致短路。
作为另一种优选的实施方式，所述凹槽的四个角均为圆弧形。
作为另一种优选的实施方式，所述各对金属电极杆按最小间距均匀排列。本发明通过设置多对插入式金属电极杆，各对金属电极杆间距相等，并在满足测试条件基础上使各对金属电极杆之间的间距最小。
作为另一种优选的实施方式，所述金属电极杆包括固定部分、可伸缩杆和底端金属触点，所述固定部分位于样品池盖板的上部并与样品池盖板固定连接。其中金属电极杆长度大于腔体高度，金属电极杆下端部分具有可伸缩特性，可根据薄膜样品高低进行压点伸缩，通过紧压在薄膜材料上，以固定薄膜材料使其不产生位置偏移。
作为另一种优选的实施方式，所述样品池盖板中安装的金属电极杆的底端金属触点为半圆形。半圆形的触点可有效防止金属触点与样品接触导致的样品划伤、失效。
作为另一种优选的实施方式，所述金属电极杆的固定部分通过样品池盖板上的通孔和聚四氟乙烯螺母与样品池盖板固定连接。
作为另一种优选的实施方式，所述密封圈的形状为回字形。密封圈的尺寸与气体测试腔体边缘相同，具有一定的弹性和可压缩性，保证气体测试样品池具有良好气密性。
作为另一种优选的实施方式，所述密封圈的制作材料为硅橡胶。
作为另一种优选的实施方式，所述样品池盖板的制作材料为有机玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯。
【有益效果】
本发明提出的技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明采用直插式电极，能够减少电流的损失，便于捕捉响应信号，具有较高的灵敏度和较小的测量误差。
(2)本发明在满足测试条件的基础上，将各对电极按最小间距均匀排列，使间距最小，实现了腔体最小化，确保了腔体具有较小的死体积，保障了气体的稳定流动和扩散。
(3)本发明集成了多对直插式电极，可同时对多种气敏材料进行测试，大大提高了测试效率，同时该电极具有自动复位式高精度触点，能够确保压力均衡，利于保持信号稳定，保证了数据的可靠性。
附图说明
图1为本发明的实施例一提供的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置的结构示意图。
图2为本发明的实施例一提供的样品池盖板的结构示意图。
图3为本发明的实施例一提供的气体测试腔体的结构示意图。
图4为本发明的实施例一提供的样品池盖板的结构示意图。
图5为本发明的实施例一提供的气体测试腔体的结构示意图。
图6为本发明的实施例一提供的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置的剖视图。
图7为本发明的实施例一提供的密封圈的结构示意图。
附图标记说明：11-金属电极杆；111-固定部分；112-聚四氟乙烯螺母；113-可伸缩杆；114-底端金属触点；12-螺钉；13-样品池盖板；14-密封圈；151-进气孔；152-出气孔；16-气体测试腔体；161-外壳；162-螺孔；163-凹槽；6-石英玻璃基底。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述。
图1和图6为本发明实施例一提供的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置的结构示意图。如图1所示，该测试装置包括气体测试腔体16、密封圈14、样品池盖板13和八对金属电极杆11，其中密封圈14设置在气体测试腔体16和样品池盖板13之间，具体地，如图7所示，密封圈14的形状为回字形，密封圈14的尺寸与气体测试腔体16边缘尺寸一致，气体测试腔体16边缘开设有八个螺孔162，其中气体测试腔体16边缘四角各设置1个螺孔，每条长边各设置2个螺孔，这种分布方式使得密封圈14在气体测试腔体16上受力均匀，可以保证气体测试腔体16在气体测试过程中具有很好的密封性能。另外，密封圈14与气体测试腔体16和样品池盖板13之间通过螺钉12和螺孔162固定。另外，可以采用硅橡胶制作密封圈14，由于硅橡胶具有一定的弹性和可压缩性，可以保证气体测试样品池具有良好气密性，通过设置密封圈14，可以提高样品池气体的密封性，防止气体从气体测试腔体16和样品池盖板13的连接处泄露。
图2和图4为样品池盖板13的结构示意图，如图2和图4所示，样品池盖板13上设置有八对通孔，如图6所示，金属电极杆11为直插式金属电极杆，其包括固定部分111、可伸缩杆113和底端金属触点114，固定部分111位于样品池盖板13的上部并与样品池盖板13固定连接，具体地，金属电极杆11的固定部分通过样品池盖板13的通孔和聚四氟乙烯螺母112与样品池盖板13固定连接。本实施例中，金属电极杆11长度大于气体测试腔体16高度，金属电极杆11下端部分具有可伸缩特性，可根据薄膜样品高低进行压点伸缩，通过紧压在薄膜材料上，以固定薄膜材料使其不产生位置偏移。金属电极杆11的底端金属触点114为半圆形，半圆形的触点可有效防止底端金属触点114与样品接触导致的样品划伤、失效。另外，各对金属电极杆11按最小间距均匀排列，本发明实施例通过使各对金属电极杆11间距相等，并在满足测试条件基础上使各对金属电极杆11之间的间距最小，实现了腔体最小化，确保了腔体具有较小的死体积，另外，由于集成了八对直插式金属电极杆11，可同时对多达八种气敏材料进行测试，大大提高了工作效率。另外，本实施例中，样品池盖板13的制作材料为有机玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯。
图3和图5为气体测试腔体16的结构示意图。如图3和图5所示，气体测试腔体16包括外壳161，气体测试腔体16的一侧设置有进气孔151和出气孔152，便于气体测试腔体16内背景气体和目标气体的加载。气体测试腔体的底部设置有凹槽163，凹槽163的形状为长方形，凹槽163的四个角均为圆弧形，该凹槽163用于放置石英玻璃片等绝缘基体，防止金属电极杆11的金属触点与气体测试腔体16底部直接接触导致短路，本实施例中，凹槽163内放置有石英玻璃基底6，石英玻璃基底6的长宽与凹槽163的长宽相同，由于凹槽163的四个角为圆弧形，方便石英玻璃基底6的放置与取出，同时不会影响石英玻璃基底6放置的稳固性。
上述实施例在使用时，直接将薄膜样品平铺于气体测试腔体16底部凹槽163内的石英玻璃基底6上，使金属电极杆11压紧薄膜样品，样品池盖板13、密封圈14和气体测试腔体16通过八个螺钉固定连接，可保证样品不发生移动，同时方便更换样品。样品池盖板13集成了八对直插式金属电极杆11，可同时对多达八种气敏材料进行测试，大大提高了工作效率。在测试时，通过气体流量控制阀调节气体流过气体测试腔体16的进气孔151的流量大小，从而控制气体测试腔体16内的气体总量。通过压力作用将气体由气体测试腔体16的出气孔152排出。
从以上实施例可以看出，本发明实施例采用直插式电极，能够减少电流的损失，便于捕捉响应信号，具有较高的灵敏度和较小的测量误差；另外，本发明实施例在满足测试条件的基础上，将各对电极按最小间距均匀排列，使间距最小，实现了腔体最小化，确保了腔体具有较小的死体积，保障了气体的稳定流动和扩散；同时，本发明实施例集成了八对直插式电极，可同时对多达八种气敏材料进行测试，大大提高了测试效率，同时该电极具有自动复位式高精度触点，能够确保压力均衡，利于保持信号稳定，保证了数据的可靠性。
需要说明，上述描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于包括气体测试腔体(16)、密封圈(14)、样品池盖板(13)和若干对金属电极杆(11)，所述密封圈(14)设置在气体测试腔体(16)和样品池盖板(13)之间，所述样品池盖板(13)上设置有通孔，所述金属电极杆(11)穿过通孔并与样品池盖板(13)固定连接，所述气体测试腔体(16)的一侧设置有进气孔(151)和出气孔(152)。
2.根据权利要求1所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述气体测试腔体(16)的底部设置有凹槽(163)。
3.根据权利要求2所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述凹槽(163)的四个角均为圆弧形。
4.根据权利要求1所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述各对金属电极杆(11)按最小间距均匀排列。
5.根据权利要求1所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述金属电极杆(11)包括固定部分(111)、可伸缩杆(113)和底端金属触点(114)，所述固定部分(111)位于样品池盖板(13)的上部并与样品池盖板(13)固定连接。
6.根据权利要求5所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述样品池盖板(13)中安装的金属电极杆(11)的底端金属触点(114)为半圆形。
7.根据权利要求5或6所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述金属电极杆(11)的固定部分(111)通过样品池盖板(13)上的通孔和聚四氟乙烯螺母(112)与样品池盖板(13)固定连接。
8.根据权利要求1所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述密封圈(14)的形状为回字形。
9.根据权利要求1或8所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述密封圈(14)的制作材料为硅橡胶。
10.根据权利要求1所述的多通道薄膜型气敏材料响应测试装置，其特征在于所述样品池盖板(13)的制作材料为有机玻璃、不锈钢或聚四氟乙烯。
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