CN201364330Y - 一种基于聚合物薄膜的电子鼻 - Google Patents

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方岱宁
张鑫
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Abstract

一种基于聚合物薄膜的电子鼻，特别涉及一种基于聚合物薄膜的气体传感器，属于气体检测、监测和气体识别技术领域，基于聚合物薄膜的电子鼻由气体通管、电磁阀、过滤器、恒温室、聚合物薄膜传感器阵列、微型压缩机、频率计和计算机组成，基于聚合物薄膜的电子鼻性能稳定，可共享数据库，聚合物薄膜传感器阵列包括几种不同的聚合物薄膜传感器，可根据气体成分组合，检测和识别多种气体，并具有简单、快速和廉价的特点。

Description

一种基于聚合物薄膜的电子鼻
技术领域
本发明涉及一种气体传感器，特别涉及一种基于聚合物薄膜的气体传感器，属于气体检测、监测和气体识别技术领域。
背景技术
电子鼻是一种模拟生物嗅觉原理的新颖仿生检测仪器，它通过对气体敏感的传感器阵列获取气体的信息，再与已有的数据库进行对比识别，完成对气体的检测、监测和识别，具有简单、快速和廉价的特点。石英晶体微量天平通过选择性薄膜吸附气体分子，导致谐振石英晶片谐振频率发生改变，通过检测谐振频率的改变检测吸附气体分子的质量。所采用的敏感薄膜包括含有生命物质的生物薄膜、聚合物薄膜等。目前，最常用的制备有机薄膜的方法是是化学溶解方法，导致无法精确控制薄膜的厚度和表面的均匀度，而且这样制备方法仅适用于可溶性的材料。薄膜的厚度和均匀度将决定传感器的灵敏度和稳定度，因此采用化学溶解方法制备的基于聚合物薄膜的气体传感器并不稳定，相同的气体传感器测试的结果并不相同，数据库也无法共享，不能生产性能优异、测试稳定的气体传感器，无法产业化生产基于聚合物薄膜的电子鼻。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于聚合物薄膜的电子鼻，采用电子束散射方法在石英晶片上沉积聚合物薄膜，可精确控制薄膜的厚度和表面的均匀度，传感器的性能稳定，可共享数据库，并具有简单、快速和廉价的特点。
本发明的技术方案如下：
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的基于聚合物薄膜的电子鼻由气体通管、电磁阀、过滤器、恒温室、聚合物薄膜传感器阵列、微型压缩机、频率计和计算机组成，所述的气体通管依次与电磁阀，过滤器，恒温室，聚合物薄膜传感器阵列，微型压缩机连接，所述的气体通管通过电磁阀的聚合物薄膜传感器阵列放置在恒温室内，通过频率计与计算机通讯；
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器阵列包括几种不同的聚合物薄膜传感器，可根据检测的气体成分组合；
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器包括石英晶片、镀在石英晶片表面的电极，采用电子束散射方法沉积在外层的聚会物薄膜；
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的电子束散射方法为采用电子束照射聚合物并驱动聚合物气体沉积；
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的电磁阀具有开通和关闭状态，当所述的电磁阀开通时，气体将经过过滤器清洗聚合物薄膜传感器阵列，当所述的电磁阀关闭时，气体直接进入恒温室内。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明基于聚合物薄膜的电子鼻由气体通管、电磁阀、过滤器、恒温室、聚合物薄膜传感器阵列、微型压缩机、频率计和计算机组成，本发明采用电子束散射方法在石英晶片上沉积聚合物薄膜，可精确控制薄膜的厚度和表面的均匀度，基于聚合物薄膜的电子鼻性能稳定，可共享数据库，聚合物薄膜传感器阵列包括几种不同的聚合物薄膜传感器，可根据气体成分组合，检测和识别多种气体，并具有简单、快速和廉价的特点。
附图说明
图1是本发明提供的基于聚合物薄膜的电子鼻检测气体的示意图。
图2是本发明提供的基于聚合物薄膜的电子鼻准备和清洗的示意图。
图3是本发明提供的聚合物薄膜电子鼻采集氢气的特征图。
1-气体通管；2-电磁阀；3-过滤器；4-恒温室；5-聚合物薄膜传感器阵列；6-微型压缩机；7-频率计；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明提供的基于聚合物薄膜的电子鼻检测气体的示意图，一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的基于聚合物薄膜的电子鼻由气体通管、电磁阀、过滤器、恒温室、8个聚合物薄膜传感器组成的阵列、微型压缩机、频率计和计算机组成，所述的气体通管依次与电磁阀，过滤器，恒温室，聚合物薄膜传感器阵列，微型压缩机连接，所述的气体通管通过电磁阀的聚合物薄膜传感器阵列放置在恒温室内，通过频率计与计算机通讯；传感器置于恒温盒内，利用吸入式压缩机可使空气通过该恒温盒。
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器阵列包括几种不同的聚合物薄膜传感器，可根据检测的气体成分组合。
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器包括石英晶片、镀在石英晶片表面的电极，采用电子束散射方法沉积在外层的聚会物薄膜；晶体谐振频率在6-12MHz，频率测量误差小于0.01％。基于聚合物薄膜的电子鼻的主体部分是用晶体谐振器制成的质量敏感传感器，具有纤薄的选择性吸附聚合物涂层。当传感器周围气体中含有相应物质时，传感器表面吸附这些物质，从而改变自身的共振频率。
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的电子束散射方法为采用电子束照射聚合物并驱动聚合物气体沉积。
一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的电磁阀具有开通和关闭状态，当所述的电磁阀开通时，气体将经过过滤器清洗聚合物薄膜传感器阵列，当所述的电磁阀关闭时，气体直接进入恒温室内。
图2是本发明提供的基于聚合物薄膜的电子鼻准备和清洗的示意图，在等待状态下，空气先经过碳过滤器再通过传感器，从而保证传感器清洁。采集样品时，利用电动活门断开过滤器，使所分析的气体直接到达恒温室。未经过滤的空气进入恒温室时，传感器表面吸附空气成分，从而改变传感器共振频率。样品采集结束后，空气输送停顿数秒，以达到平衡状态，然后再次输送经过过滤的空气，所有8个通道同时不间断地并行测量传感器的共振频率，通过RS232接口向电脑发送信息，预热时间不超过15分钟，仪器可联系工作24小时，功率小于10W。一种基于聚合物薄膜的电子鼻，在仪器初始化阶段，需要进行气体成分的采集和数据库的建立，所建立的数据库可以实现共享。

Claims (3)

1.一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的基于聚合物薄膜的电子鼻由气体通管、电磁阀、过滤器、恒温室、聚合物薄膜传感器阵列、微型压缩机、频率计和计算机组成，所述的气体通管依次与电磁阀，过滤器，恒温室，聚合物薄膜传感器阵列，微型压缩机连接，所述的气体通管通过电磁阀的聚合物薄膜传感器阵列放置在恒温室内，通过频率计与计算机通讯。
2.如权利要求1所述的一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器阵列包括几种不同的聚合物薄膜传感器，可根据检测的气体成分组合。
3.如权利要求1所述的一种基于聚合物薄膜的电子鼻，其特征在于：所述的聚合物薄膜传感器包括石英晶片、镀在石英晶片表面的电极，采用电子束散射方法沉积在外层的聚会物薄膜。
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