CN107727147A - 一种气体传感和uv光探测集成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于，主要包括以下模块：真空腔、温度测量及控制系统、电极测试系统、气体控制系统、UV光控制系统、湿度控制系统和半导体气体传感器。本发明能够提供多种环境变量，使得研究复杂环境下传感器的传感特性成为可能，更全面的提高了传感器的性能。本发明结合气体传感特性测试和UV光探测器测试于一体，节省成本、实用性强。尤其是在高湿环境中，高校本科生可以利用本发明进行气体、UV光和湿度传感特性的测试。
Description
技术领域
本发明涉及集成探测领域，具体是一种气体传感和UV光探测集成系统。
背景技术
近几年，各大媒体频繁报道出突发性毒气泄漏事件。因此，人们对突发性毒气泄漏给予了越来越多的关注。空气污染的加剧、安全事故的频发、食品质量的恶化等因素都与各种毒害气体有着莫大的关联。
UV光即紫外线，紫外线的波长范围在100～400nm，是一种介于X射线与可见光间的电磁波。但是，紫外线在杀菌的同时，也会对人体细胞造成破坏。强紫外线的照射甚至会导致皮肤表皮坏死、白内障患者增加、免疫系统破坏、皮肤癌等。
同时，重庆特殊的地理条件使其常年处于高湿区。因此，湿度检测在食品行业、档案管理、温室大棚、动物养殖、药品储存、烟草行业、工控行业等行业都至关重要。
由此可见，对于空气中的毒害气体、UV光及湿度的检测正成为现代工业和生活中必不可少的一环。
在进行检测时，一般使用的是传感器。传感器能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息转换为对应的电信号，再根据这些电信号的强弱来获得和测试环境中毒害气体、UV光和湿度的相关信息。根据基本感知功能，一般可以把传感器分为光敏元件、气敏元件、湿敏元件、热敏元件和力敏元件等。在研制传感器的过程中，测试传感器件的性能至关重要。
但是，目前来说，重庆的高校和科研机构还没有为本科生提供能够在重庆特殊的地理环境下进行传感器性能检测实验的集成设备。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种气体传感和UV光探测集成系统，主要包括以下模块：真空腔、温度测量及控制系统、电极测试系统、气体控制系统、UV光控制系统、湿度控制系统和半导体气体传感器。
所述真空腔主要包括腔体和盖板。
所述真空腔左侧的上半部分具有开口I。
所述真空腔右侧上半部分具有入气口。所述真空腔右侧下半部分具有出气口。
所述腔体内部安装有所述温度测量及控制系统、所述电极测试系统、所述气体控制系统、所述UV光控制系统、所述湿度控制系统和所述半导体气体传感器。
所述盖板对所述腔体进行密封。所述盖板可拆卸。
所述盖板具有供湿度计穿过的通孔I。
进一步，所述盖板四周具有密封胶垫。所述真空腔底部具有减震胶垫。
所述温度测量及控制系统主要包括加热器和热电偶。
所述加热器对所述半导体气体传感器进行加热。
进一步，所述温度测量及控制系统还包括硅片。所述硅片叠放在所述加热器上面。所述硅片用于保持所述半导体气体传感器和所述加热器的距离。
所述热电偶测量所述半导体气体传感器的温度。所述热电偶控制所述半导体气体传感器的温度。
进一步，所述半导体气体传感器的厚度＜1μm。所述半导体气体传感器的灵敏度＞80％。所述半导体气体传感器的响应时间＜10s。所述半导体气体传感器的适用温度范围0～200℃。所述半导体气体传感器的阻值决定所述电阻的阻值。
所述电极测试系统主要包括电阻、电压表、数据采集卡和电脑。
所述电压表实时测量所述电阻的电压值。所述数据采集卡采集实时电信号。所述数据采集卡将采集到的信号输入到所述电脑中。所述电脑对接收到的数据进行分析。
所述气体控制系统主要包括三通电磁阀、导气管、转接头、流量计、气体瓶和真空泵。
导气管的一端连接所述气体瓶，另一端接入所述真空腔内。导气管转弯处内置所述三通电磁阀和所述转接头。所述三通电磁阀连接在所述转接头右方。所述流量计通过控制导气管内部气体的流速和气压来控制所述腔体内部气体的流速和气压。
进一步，所述流量计将所述腔体内部气体的流速控制在1～10m3/h之间。所述流量计将所述腔体内部气体的气压控制在200mTorr～1MPa范围内。
所述真空泵连接在所述真空腔的出气口上。所述真空泵吸收所述腔体内的目标气体。
进一步，所述目标气体可以为H2、N2和O2。所述气体瓶中填充毒害气体。所述毒害气体可以为CH4和H2。
所述UV光控制系统主要包括长波紫外线管、中波紫外线管、短波紫外线管、开关、高度调节支架和紫外检测器。
所述高度调节支架主要包括横杆、竖杆和可调连接件。
所述横杆通过所述可调连接件连接在所述竖杆上。
所述可调连接件可以调节所述横杆和所述竖杆连接的位置。
所述高度调节支架用于调节所述长波紫外线管、所述中波紫外线管和所述短波紫外线管的高度。
所述长波紫外线管、所述中波紫外线管和所述短波紫外线管并排连接在所述横杆上。
进一步，所述长波紫外线管提供315～390nm波段的UV光。所述中波紫外线管提供280～315nm波段的UV光。所述短波紫外线管提供190～280nm波段的UV光。
所述开关包括开关I、开关II和开关III。
所述开关I控制所述长波紫外线管的亮灭。
所述开关II控制所述中波紫外线管的亮灭。
所述开关III控制所述短波紫外线管的亮灭。
所述紫外检测器对UV光进行检测。
进一步，所述紫外检测器的厚度＜1μm。所述紫外检测器可以探测到的光的波长范围是180～400nm。所述紫外检测器的灵敏度＞90％。所述紫外检测器的响应时间＜10s。所述紫外检测器的适用温度范围0～500℃。
进一步，所述UV光控制系统还包括遮挡布。所述遮挡布不透光。所述遮挡布完全盖住所述真空腔。
所述湿度控制系统主要包括管道I、加湿器和湿度计。
所述加湿器通过所述管道I连接到所述开口I。
所述加湿器改变所述腔体内部的气体湿度。
进一步，所述加湿器改变所述腔体内部的气体湿度的范围为3％～95％。
所述湿度计通过所述盖板上的通孔I插入所述腔体内。所述湿度计测量所述腔体内部气体的湿度。
一种采用1至11项权利要求中任一项所述系统来检测UV光和气体传感特性的实验，主要包括以下步骤：
1)组装和调试气体传感和UV光探测集成系统。
2)打开所述开关I，关闭所述开关II和所述开关III，使所述腔体内部充斥315～390nm波段的UV光。
3)将所述气体瓶中的气体填充进所述腔体内。
4)选定目标气体。将所述腔体内的目标气体排到所述真空泵中。
5)启动所述加热器，改变所述腔体内部温度。
6)利用所述紫外检测器检测UV光。利用所述半导体气体传感器检测所述腔体内部气体的传感特性。
7)利用所述数据采集卡记录所述紫外检测器和所述半导体气体传感器检测到的数据。
8)重复步骤5至步骤7。
9)在温度不变的情况下，利用所述加湿器改变气体湿度，重复6至步骤7。
10)打开所述开关II，关闭所述开关I和所述开关III，使所述腔体内部充斥280～315nm波段的UV光。
11)重复步骤2至步骤9。
12)打开所述开关III，关闭所述开关I和所述开关II，使所述腔体内部充斥190～280nm波段的UV光。
13)重复步骤2至步骤9。
14)将所述数据采集卡中的数据输入电脑。
15)在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器在不同温度条件下的数据。在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器在不同湿度条件下的数据。在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器在不同UV灯照射下的数据。在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器在不同气体中的灵敏度。
灵敏度计算公式如下所示：
式中，Rg为所述半导体气体传感器在目标气体中的电阻值。R0为传感器的初始电阻值。
式中，V0是电源电压。Vp是串联的所述电阻的电压。Rp是所述电阻的阻值。
16)利用步骤15分析得出数据，建立数据模型，得到若干个模型约束条件和目标函数。
运用运筹学的基本方法，找出所述数据模型的最优解。
17)利用仿真软件建立动态仿真模型。
18)用步骤15分析得出的数据对所述动态仿真模型进行验证，检验长时间运行后得到的仿真结果是否和常理符合。
19)如果和常理符合，则气体传感和UV光探测集成系统可以用于探测复杂环境的传感特性。
本发明的技术效果是毋庸置疑的。本发明是一个多窗口的，集成气体、UV光和湿度的测试系统，合并了三个测试设备，大大降低设备的成本。同时，本发明能够提供多种环境变量，使得研究复杂环境下传感器的传感特性成为可能，更全面的提高了传感器的性能。本发明结合气体传感特性测试和UV光探测器测试于一体，节省成本、实用性强。尤其是在高湿环境中，高校本科生可以利用本发明进行气体、UV光和湿度传感特性的测试。
附图说明
图1为系统结构图。
图2为电路结构图。
图3为导气管局部图。
图中：真空腔、温度测量及控制系统、电极测试系统、气体控制系统、UV光控制系统、湿度控制系统和半导体气体传感器、腔体、盖板、加热器、热电偶。电阻、电压表、数据采集卡和电脑、长波紫外线管、中波紫外线管、短波紫外线管、开关、高度调节支架、、紫外检测器、横杆、竖杆、可调连接件、开关I、开关II、开关III、管道I、加湿器、湿度计和硅片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
一种气体传感和UV光探测集成系统，主要包括以下模块：真空腔1、温度测量及控制系统2、电极测试系统3、气体控制系统4、UV光控制系统5、湿度控制系统6和半导体气体传感器7。
优选的，气体传感和UV光探测集成系统主要使用了宽禁带材料。所述宽禁带材料主要包括BN、GaN和ZnO。
宽禁带材料是一种新型材料，具有禁带宽度大、电子漂移饱和速度高、介电常数小、导电性能好等特点。利用宽禁带材料特有的禁带宽度，可以制作蓝光、绿光、紫外光器件和光探测器件。宽禁带材料能够适应苛刻的生存和工作环境。
所述真空腔1主要包括腔体101和盖板102。
所述真空腔1左侧的上半部分具有开口I。
所述真空腔1右侧上半部分具有入气口。所述真空腔1右侧下半部分具有出气口。
所述腔体101内部安装有所述温度测量及控制系统2、所述电极测试系统3、所述气体控制系统4、所述UV光控制系统5、所述湿度控制系统6和所述半导体气体传感器7。
所述盖板102对所述腔体101进行密封。所述盖板102可拆卸。
所述盖板102具有供湿度计穿过的通孔I。
进一步，所述盖板101四周具有密封胶垫。所述真空腔1底部具有减震胶垫。
所述温度测量及控制系统2主要包括加热器201和热电偶202。
所述加热器201对所述半导体气体传感器7进行加热。
所述加热器201具有体积小、加热功率高、采用智能控制模式、控温精度高、可与计算机联网等优点。
所述加热器201的核心原理是能量转换。本发明中利用电阻加热，即利用电流通过电热体放出热量来加热。
进一步，所述温度测量及控制系统2还包括硅片203。所述硅片203叠放在所述加热器201上面。所述硅片203用于保持所述半导体气体传感器7和所述加热器201的距离。
所述热电偶202测量所述半导体气体传感器7的温度。所述热电偶202控制所述半导体气体传感器7的温度。
热电偶是一种测温元件，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成。热电偶将测量得到温度信号转换成热电动势信号。
进一步，所述半导体气体传感器7的厚度＜1μm。所述半导体气体传感器7的灵敏度＞80％。所述半导体气体传感器7的响应时间＜10s。所述半导体气体传感器7的适用温度范围0～200℃。所述半导体气体传感器7的阻值决定所述电阻301的阻值。
所述电极测试系统3主要包括电阻301、电压表302、数据采集卡303和电脑304。
所述电压表302实时测量所述电阻301的电压值。所述数据采集卡采集303实时电信号。所述数据采集卡303将采集到的信号输入到所述电脑304中。所述电脑304对接收到的数据进行分析。
数据采集卡，是一种实现数据采集功能的计算机扩展卡，可以通过USB、PXI、PCI、PCI Express、火线(IEEE1394)、PCMCIA、ISA、Compact Flash等总线接入所述电脑304。数据采集卡从所述半导体传感器7和所述紫外探测器506中自动采非电量或者电量信号，送到所述电脑304中进行分析和处理。
所述气体控制系统4主要包括三通电磁阀401、气路导管402、转接头403、流量计404、气体瓶405和真空泵406。
进一步，所述三通电磁阀401内部有密闭的腔，在不同的位置开有通孔，每个孔都通向不同的导气管402。所述三通电磁阀401腔的中间是阀，腔的两面是两块电磁铁。哪面的磁铁线圈通电，阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的进气孔，从而控制不同气体瓶405中的气体进入所述腔体101。
导气管402的一端连接所述气体瓶405，另一端接入所述真空腔1内。导气管402转弯处内置所述三通电磁阀401和所述转接头403。所述三通电磁阀401连接在所述转接头403右方。所述流量计404通过控制导气管402内部气体的流速和气压来控制所述腔体101内部气体的流速和气压。
进一步，所述流量计404将所述腔体101内部气体的流速控制在1～10m3/h之间。所述流量计404将所述腔体101内部气体的气压控制在200mTorr～1MPa范围内。
所述真空泵406连接在所述真空腔1的出气口上。所述真空泵406吸收所述腔体101内的目标气体。
进一步，所述目标气体可以为H2、N2和O2。设定目标气体的主要目的是通过所述真空泵排出空气，使得所述腔体101内主要充斥所述气体瓶405中的气体。
所述气体控制系统4还包括废气收集袋407。所述废气收集袋407收集所述真空泵406排出的废气。
所述气体瓶406中填充毒害气体。所述毒害气体可以为CH4或H2。
所述UV光控制系统5主要包括长波紫外线管501、中波紫外线管502、短波紫外线管503、开关504、高度调节支架505和紫外检测器506。
所述高度调节支架505主要包括横杆5051、竖杆5052和可调连接件5053。
所述横杆5051通过所述可调连接件5053连接在所述竖杆5052上。
所述可调连接件5053可以调节所述横杆5051和所述竖杆5052连接的位置。
所述高度调节支架505用于调节所述长波紫外线管3、所述中波紫外线管4和所述短波紫外线管5的高度。
所述长波紫外线管501、所述中波紫外线管502和所述短波紫外线管503并排连接在所述横杆5051上。
进一步，所述长波紫外线管501提供315～390nm波段的UV光。所述中波紫外线管502提供280～315nm波段的UV光。所述短波紫外线管503提供190～280nm波段的UV光。
所述开关包括开关I5041、开关II5042和开关III5043。
所述开关I5041控制所述长波紫外线管501的亮灭。
所述开关II5042控制所述中波紫外线管502的亮灭。
所述开关III5043控制所述短波紫外线管503的亮灭。
所述紫外检测器506对UV光进行检测。
进一步，所述紫外检测器506的厚度＜1μm。所述紫外检测器506可以探测到的光的波长范围是180～400nm。所述紫外检测器506的灵敏度＞90％。所述紫外检测器506的响应时间＜10s。所述紫外检测器506的适用温度范围0～500℃。
进一步，所述UV光控制系统5还包括遮挡布506。所述遮挡布506不透光。所述遮挡布506完全盖住所述真空腔1，以避免外界光线影响所述腔体101内UV光的照射情况。
所述湿度控制系统6主要包括管道I601、加湿器602和湿度计603。
进一步，所述管道I601是一种湿度损耗小的管道。
所述加湿器602通过所述管道I 601连接到所述开口I。
所述加湿器602改变所述腔体101内部的气体湿度。
所述加湿器602改变所述腔体内部的气体湿度的范围为3％～95％。
所述湿度计603通过所述盖板102上的通孔I插入所述腔体101内。所述湿度计603测量所述腔体101内部气体的湿度。
实施例2：
一种采用1至11项权利要求中任一项所述系统来检测UV光和气体传感特性的实验，主要包括以下步骤：
1)组装和调试气体传感和UV光探测集成系统。
进一步，对气体传感和UV光探测集成系统的调试主要包括：检测所述长波紫外线管501、所述中波紫外线管502、所述短波紫外线管503是否能正常发光、所述真空泵405的抽气功能是否正常、所述导气管402是否畅通等。
2)打开所述开关I，关闭所述开关II和所述开关III，使所述腔体101内部充斥315～390nm波段的UV光。
3)将所述气体瓶406中的气体填充进所述腔体101内。
进一步，所述气体瓶406中的气体可以为CH4或H2。在实验时，准备多个气体瓶406，通过三通电磁阀更换所述腔体101内部的气体。
4)选定目标气体。将所述腔体101内的目标气体排到所述真空泵405中。
进一步，所述真空泵405对所述腔体101内部的空气进行稀释或去除，使所述腔体101内部主要或仅含有所述气体瓶406中的气体，以提高实验测试的准确性和效率。
5)启动所述加热器201，改变所述腔体101内部温度。
6)利用所述紫外检测器506检测UV光。利用所述半导体气体传感器7检测所述腔体101内部气体的传感特性。
7)利用所述数据采集卡303记录所述紫外检测器506和所述半导体气体传感器7检测到的数据。
8)重复步骤5至步骤7。
9)在温度不变的情况下，利用所述加湿器改变气体湿度，重复6至步骤7。
10)打开所述开关II，关闭所述开关I和所述开关III，使所述腔体101内部充斥280～315nm波段的UV光。
11)重复步骤2至步骤9。
12)打开所述开关III，关闭所述开关I和所述开关II，使所述腔体101内部充斥190～280nm波段的UV光。
13)重复步骤2至步骤9。
14)将所述数据采集卡303中的数据输入电脑。
15)在所述电脑304中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器7在不同温度条件下的数据。在所述电脑304中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器7在不同湿度条件下的数据。在所述电脑304中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器7在不同UV灯照射下的数据。在所述电脑304中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器7在不同气体中的灵敏度。
灵敏度计算公式如下所示：
式中，Rg为所述半导体气体传感器在目标气体中的电阻值。R0为传感器的初始电阻值。
式中，V0是电源电压。Vp是串联的所述电阻的电压。Rp是所述电阻的阻值。
进一步，分析整理数据的方法主要包括统计回归分析和概率分析。分析整理数据的工具主要是SPSS。
16)利用步骤15分析得出数据，建立数据模型，得到若干个模型约束条件和目标函数。
运用运筹学的基本方法，找出所述数据模型的最优解。
17)利用仿真软件建立动态仿真模型。
进一步，建立动态仿真模型的主要工具是Arena或Simio。
18)用步骤15分析得出的数据对所述动态仿真模型进行验证，检验长时间运行后得到的仿真结果是否和理论结果符合。
进一步，还可以通过将测量得到的数据导入动态仿真模型，从而将得到的仿真结果和理论结果对比来验证数据模型的正确性。
19)如果和理论结果符合，则气体传感和UV光探测集成系统可以用于探测复杂环境的传感特性。
半导体气体传感器7的主要特性包括：稳定性、灵敏度、选择性和抗腐蚀性。
稳定性是指半导体气体传感器7在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内半导体气体传感器输出响应的变化。区间漂移是指半导体气体传感器7连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为半导体气体传感器7输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10％。
灵敏度是指半导体气体传感器7输出变化量与被测输入变化量之比。
选择性也被称为交叉灵敏度，可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。
抗腐蚀性是指半导体气体传感器7暴露于高体积分数目标气体中的能力。
Claims (10)
1.一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于，主要包括以下模块：真空腔(1)、温度测量及控制系统(2)、电极测试系统(3)、气体控制系统(4)、UV光控制系统(5)、湿度控制系统(6)和半导体气体传感器(7)；
所述真空腔(1)主要包括腔体(101)和盖板(102)；
所述真空腔(1)左侧的上半部分具有开口I；
所述真空腔(1)右侧上半部分具有入气口；所述真空腔(1)右侧下半部分具有出气口；
所述腔体(101)内部安装有所述温度测量及控制系统(2)、所述电极测试系统(3)、所述气体控制系统(4)、所述UV光控制系统(5)、所述湿度控制系统(6)和所述半导体气体传感器(7)；
所述盖板(102)对所述腔体(101)进行密封；所述盖板(102)可拆卸；所述盖板(102)具有供湿度计穿过的通孔I；
所述温度测量及控制系统(2)主要包括加热器(201)和热电偶(202)；
所述加热器(201)对所述半导体气体传感器(7)进行加热；
所述热电偶(202)测量所述半导体气体传感器(7)传感器(7)的温度；所述热电偶(202)控制所述半导体气体传感器(7)的温度；
所述电极测试系统(3)主要包括电阻(301)、电压表(302)、数据采集卡(303)和电脑(304)；
所述电压表(302)实时测量所述电阻(301)的电压值；所述数据采集卡采集(303)实时电信号；所述数据采集卡(303)将采集到的信号输入到所述电脑(304)中；所述电脑(304)对接收到的数据进行分析；
所述气体控制系统(4)主要包括三通电磁阀(401)、导气管(402)、转接头(403)、流量计(404)、气体瓶(405)和真空泵(406)；
导气管(402)的一端连接所述气体瓶(405)，另一端接入所述真空腔(1)内；导气管(402)转弯处内置所述三通电磁阀(401)和所述转接头(403)；所述三通电磁阀(401)连接在所述转接头(403)右方；所述流量计(404)通过控制导气管(402)内部气体的流速和气压来控制所述腔体(101)内部气体的流速和气压；所述真空泵(406)连接在所述真空腔(1)的出气口上；所述真空泵(406)吸收所述腔体(101)内的目标气体；
所述UV光控制系统(5)主要包括长波紫外线管(501)、中波紫外线管(502)、短波紫外线管(503)、开关(504)、高度调节支架(505)和紫外检测器(506)；
所述高度调节支架(505)主要包括横杆(5051)、竖杆(5052)和可调连接件(5053)；
所述横杆(5051)通过所述可调连接件(5053)连接在所述竖杆(5052)上；
所述可调连接件(5053)可以调节所述横杆(5051)和所述竖杆(5052)连接的位置；
所述高度调节支架(505)用于调节所述长波紫外线管(3)、所述中波紫外线管(4)和所述短波紫外线管(5)的高度；
所述长波紫外线管(501)、所述中波紫外线管(502)和所述短波紫外线管(503)并排连接在所述横杆(5051)上；
所述开关包括开关I(5041)、开关II(5042)和开关III(5043)；
所述开关I(5041)控制所述长波紫外线管(501)的亮灭；
所述开关II(5042)控制所述中波紫外线管(502)的亮灭；
所述开关III(5043)控制所述短波紫外线管(503)的亮灭；
所述紫外检测器(506)对UV光进行检测；
所述湿度控制系统(6)主要包括管道I(601)、加湿器(602)和湿度计(603)；
所述加湿器(602)通过所述管道I(601)连接到所述开口I；
所述加湿器(602)改变所述腔体(101)内部的气体湿度；
所述湿度计(603)通过所述盖板(102)上的通孔I插入所述腔体(101)内；所述湿度计(603)测量所述腔体(101)内部气体的湿度。
2.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述半导体气体传感器(7)的厚度＜1μm；所述半导体气体传感器(7)的灵敏度＞80％；所述半导体气体传感器(7)的响应时间＜10s；所述半导体气体传感器(7)的适用温度范围0～200℃；所述半导体气体传感器(7)的阻值决定所述电阻(301)的阻值。
3.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述目标气体可以为H2、N2和O2。
4.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述气体瓶(406)中填充毒害气体；所述毒害气体可以为CH4和H2。
5.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述盖板(101)四周具有密封胶垫；所述真空腔(1)底部具有减震胶垫。
6.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述温度测量及控制系统(2)还包括硅片(203)；所述硅片(203)叠放在所述加热器(201)上面；所述硅片(203)用于保持所述半导体气体传感器(7)和所述加热器(201)的距离。
7.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述长波紫外线管(501)提供315～390nm波段的UV光；所述中波紫外线管(502)提供280～315nm波段的UV光；所述短波紫外线管(503)提供190～280nm波段的UV光；
所述紫外检测器(506)的厚度＜1μm；所述紫外检测器(506)可以探测到的光的波长范围是180～400nm；所述紫外检测器(506)的灵敏度＞90％；所述紫外检测器(506)的响应时间＜10s；所述紫外检测器(506)的适用温度范围0～500℃。
8.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述流量计(404)将所述腔体(101)内部气体的流速控制在1～10m3/h之间；所述流量计(404)将所述腔体(101)内部气体的气压控制在200mTorr～1个大气压范围内；
所述加湿器(602)改变所述腔体(101)内部的气体湿度；所述气体湿度变化范围为3％～95％。
9.根据权利要求1所述的一种气体传感和UV光探测集成系统，其特征在于：所述UV光控制系统(5)还包括遮挡布(506)；所述遮挡布(506)不透光；所述遮挡布(506)完全盖住所述真空腔(1)。
10.一种采用1至9项权利要求中任一项所述系统来检测UV光和气体传感特性的实验，其特征在于，主要包括以下步骤：
1)组装和调试气体传感和UV光探测集成系统；
2)打开所述开关I，关闭所述开关II和所述开关III，使所述腔体(101)内部充斥315～390nm波段的UV光；
3)将所述气体瓶(406)中的气体填充进所述腔体(101)内；
4)选定目标气体；将所述腔体(101)内的目标气体排到所述真空泵(405)中；
5)启动所述加热器(201)，改变所述腔体(101)内部温度；
6)利用所述紫外检测器(506)检测UV光；利用所述半导体气体传感器(7)检测所述腔体(101)内部气体的传感特性；
7)利用所述数据采集卡(303)记录所述紫外检测器(506)和所述半导体气体传感器(7)检测到的数据；
8)重复步骤5至步骤7；
9)在温度不变的情况下，利用所述加湿器改变气体湿度，重复6至步骤7；
10)打开所述开关II，关闭所述开关I和所述开关III，使所述腔体(101)内部充斥280～315nm波段的UV光；
11)重复步骤2至步骤9；
12)打开所述开关III，关闭所述开关I和所述开关II，使所述腔体(101)内部充斥190～280nm波段的UV光；
13)重复步骤2至步骤9；
14)将所述数据采集卡(303)中的数据输入电脑；
15)在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器(7)在不同温度条件下的数据；在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器(7)在不同湿度条件下的数据；在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器(7)在不同UV灯照射下的数据；在电脑中对所述数据进行分析和整理，得到所述半导体气体传感器(7)在不同气体中的灵敏度；
灵敏度计算公式如下所示：
<mrow>
<mi>s</mi>
<mo>=</mo>
<mo>|</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>g</mi>
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<mi>R</mi>
<mn>0</mn>
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<mi>R</mi>
<mn>0</mn>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中，Rg为所述半导体气体传感器(7)在目标气体中的电阻值；R0为所述半导体气体传感器(7)的初始电阻值；
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>g</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>V</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mo>-</mo>
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<mi>V</mi>
<mi>p</mi>
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<mi>V</mi>
<mi>p</mi>
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<mo>&times;</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>p</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>2</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
式中，V0是电源电压；Vp是串联的所述电阻(301)电压；Rp是所述电阻(301)的阻值；
16)利用步骤15分析得出数据，建立数据模型，得到若干个模型约束条件和目标函数；
运用运筹学的基本方法，找出所述数据模型的最优解；
17)利用仿真软件建立动态仿真模型；
18)用步骤15分析得出的数据对所述动态仿真模型进行验证，检验长时间运行后得到的仿真结果是否和理论结果符合；
19)如果和理论结果符合，则气体传感和UV光探测集成系统可以用于探测复杂环境的传感特性。
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