專利名稱：氣敏傳感器性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器性能測試裝置，尤其涉及一種氣敏傳感器性能測試裝置。
背景技術(shù)：
氣敏傳感器可隨時檢測可燃、易爆、毒性等氣體，因而其在環(huán)境監(jiān)測、煤礦開采、地質(zhì)災(zāi)害、醫(yī)療診斷、國防軍事等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。為了杜絕氣體泄露和提高實際生產(chǎn)的安全性，人們對氣敏傳感器的精度、可靠性的測試和鑒定提出了更高的要求。比如要求氣敏傳感器測試系統(tǒng)能夠測試傳感器在不同溫度、不同濕度、不同濃度氣氛下的氣敏特性， 這就對氣敏傳感器的測試裝置提出了更為苛刻的要求。因此，研制和開發(fā)溫度可控、濕度可調(diào)、濃度可變、測試廢氣可回收的穩(wěn)定可靠氣敏傳感器性能測試裝置將具有非常重要的現(xiàn)
眉、ο經(jīng)對現(xiàn)有的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00610112883. 0，記載了 “一種對氣體傳感器或半導體器件性能進行測試的系統(tǒng)”，其中公開了一種包括由配氣單元、加熱單元和測試單元組成的裝置，此裝置通過加熱器加熱來達到高溫下對氣敏傳感器的氣敏特性進行測試。但這種裝置不能模擬野外零下幾十度的環(huán)境，對氣敏傳感器在極低溫度的性能不能夠進行很好的測量和鑒定。中國專利申請?zhí)?00710063698. 1，記載了 “一種氣敏傳感器標定和可靠性測試系統(tǒng)”，其中公開了一種包括由進氣單元、氣體流量監(jiān)控及組分控制單元、 氣體混合腔、真空測試腔和傳感器電參量測試裝置組成的系統(tǒng)，其通過流量監(jiān)控達到了對不同濃度、不同種類氣體氣敏特性的測試。但此裝置無法模擬環(huán)境濕度變化，而濕度的變化對氣敏傳感器的測量精度具有很大的影響?！?jy W M R M' Ming-Ru Yu, Ren-Jang ffu, Murthy Chavali, Effect of "Pt" loading in ZnO-CuO hetero-junction material sensing carbon monoxide at room temperature, Sens. Actuators B 153 (2011) 321-328 (室溫下氧化鋅-氧化銅異質(zhì)結(jié)添加鉬元素對一氧化碳氣敏性的影響，(瑞士)傳感器與執(zhí)行器B)，在不同溫度下對氣敏傳感器性能進行了測試，文章中的裝置采用了動態(tài)氣流流動系統(tǒng)，克服了封閉式進氣系統(tǒng)氣流擴散限制的不足，從而提高了氣敏傳感器的響應(yīng)速率，并可測試傳感器的動態(tài)響應(yīng)。這種方法有望實現(xiàn)快速穩(wěn)定的測試，但由于此裝置沒有氣體均勻混合裝置，導致很難模擬實際生產(chǎn)氣體環(huán)境；再加上測試廢氣沒有得到很好的處理或回收再利用，更導致了易燃、易爆、 有毒氣體的測試廢氣可能對環(huán)境造成很大的污染和破壞，最終大大限制了此裝置的開發(fā)和投入使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氣敏傳感器性能測試裝置，這種氣敏傳感器性能測試裝置不但能夠模擬高溫環(huán)境，還能模擬低溫環(huán)境，以解決現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測試裝置只能模擬高溫環(huán)境的技術(shù)問題。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。
一種氣敏傳感器性能測試裝置，包括測試室，所述測試室作為測試所述氣敏傳感器性能的場所；控溫控濕機構(gòu)，所述控溫控濕機構(gòu)用于控制所述測試室的測試溫濕度；配氣機構(gòu)，所述配氣機構(gòu)用于向所述測試室提供測試用氣體，以及從所述測試室排出所述測試用氣體；氣敏測試機構(gòu)，所述氣敏測試機構(gòu)用于測試置于所述測試室的氣敏傳感器的性能；所述控溫控濕機構(gòu)包括加熱管層，所述加熱管層圍出一個腔體，所述測試室包括測試區(qū)域，所述測試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；制冷管層，所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管；保溫層，所述保溫層包裹所述制冷管層；濕度調(diào)節(jié)器，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測試區(qū)域內(nèi)。在這個技術(shù)方案中，本發(fā)明的所述氣敏傳感器性能測試裝置還能模擬不同的濕度環(huán)境，解決了現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測試裝置無法模擬不同的濕度環(huán)境的技術(shù)問題。進一步，所述控溫控濕機構(gòu)還包括熱電偶， 控溫控濕電源；所述熱電偶固定設(shè)置于所述測試區(qū)域內(nèi)；所述控溫控濕電源與所述熱電偶、所述制冷管、所述加熱管、所述濕度調(diào)節(jié)器均通過導線連接。在本發(fā)明實施時，優(yōu)選地，所述測試室包括樣品臺，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述樣品臺固定設(shè)置于所述安裝孔中并且固定設(shè)置于所述測試區(qū)域內(nèi)部的垂直方向的正上方。進一步，所述氣敏測試機構(gòu)包括氣敏測試儀；三芯導線；所述三芯導線的一端與所述氣敏測試儀的輸入端固定連接，另一端與所述樣品臺的頂部的輸出端固定連接。在本發(fā)明實施時，優(yōu)選地，所述配氣機構(gòu)包括混氣室，所述混氣室包括進氣口和出氣口，所述混氣室的出氣口與所述測試室通過進氣管連接，所述進氣管穿過所述控溫控濕機構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測試室水平方向的一側(cè)；待測氣瓶，所述待測氣瓶包括出氣口，所述待測氣瓶的出氣口與所述混氣室的進氣口通過第一管道連接；第一減壓閥，所述第一減壓閥設(shè)置在所述待測氣瓶的出氣口 ；第一質(zhì)量流量控制器，所述第一質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第一管道上；第一兩通開關(guān)，所述第一兩通開關(guān)設(shè)置在所述第一管道上，并且位于所述第一質(zhì)量流量控制器的下游；載氣瓶，所述載氣瓶包括出氣口，所述載氣瓶的出氣口與所述混氣室的進氣口通過第二管道連接；第二減壓閥，所述第二減壓閥設(shè)置在所述載氣瓶的出氣口 ；第二質(zhì)量流量控制器，所述第二質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第二管道上；第二兩通開關(guān)，所述第二兩通開關(guān)設(shè)置在所述第二管道上，并且位于所述第二質(zhì)量流量控制器的下游；
第一三通閥，所述第一管道與所述第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有所述第一三通閥，所述第一三通閥位于所述第一兩通開關(guān)和所述第二兩通開關(guān)的下游；排氣泵，所述排氣泵包括進氣口和出氣口，所述排氣泵的進氣口與所述測試室通過出氣管連接，所述出氣管穿過所述控溫控濕機構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測試室水平方向的另一側(cè)；第三兩通開關(guān)，所述第三兩通開關(guān)設(shè)置在所述出氣管上。進一步，所述混氣室是機械攪拌混氣室。所述機械攪拌轉(zhuǎn)速可調(diào)，使不同種類、不同濃度的氣體能夠進行均勻的混合。進一步，所述排氣泵是耐腐蝕排氣泵。本發(fā)明的氣敏傳感器性能測試裝置，使測試溫度、測試濕度、測試濃度、測試氣體種類均可調(diào)可控，此裝置解決了目前氣敏傳感器性能分析測試裝置中難以精確模擬實際環(huán)境的難題，此外，在本發(fā)明中，加熱層和保溫層不直接連接，加熱時，不會對保溫層造成破壞。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是具體實施方式
中所述的氣敏傳感器性能測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示。一種氣敏傳感器性能測試裝置，包括測試室1，控溫控濕機構(gòu)2、循環(huán)配氣機構(gòu)3、氣敏測試機構(gòu)4。測試室1作為測試氣敏傳感器性能的場所。測試室1包括測試區(qū)域、樣品臺7，控溫控濕機構(gòu)2上設(shè)置有安裝孔，樣品臺7固定設(shè)置于安裝孔中并且固定設(shè)置于測試區(qū)域內(nèi)部的垂直方向的正上方；測試室1與氣敏測試機構(gòu)4通過導線連接?？販乜貪駲C構(gòu)2用于控制測試室的測試溫度和濕度，控溫控濕機構(gòu)2包括加熱管層、制冷管層、保溫層8、熱電偶12、濕度調(diào)節(jié)器11、控溫控濕電源13。保溫層可根據(jù)待測環(huán)境的溫度選擇適當?shù)墓牧现谱?。加熱管層圍出一個腔體，測試室1包括測試區(qū)域，測試區(qū)域位于設(shè)置在腔體中，測試區(qū)域是腔體內(nèi)的空間區(qū)域；加熱管層包括耐火磚和設(shè)置在耐火磚中的加熱管10，加熱管10環(huán)繞測試室1布置；制冷管層包裹加熱管層，制冷管層包括耐火磚和設(shè)置在耐火磚中的制冷管9，制冷管9環(huán)繞測試室1布置。保溫層8包裹制冷管層。熱電偶12固定設(shè)置于測試區(qū)域內(nèi)。控溫控濕電源13用于提供電源并控制制冷管的制冷、加熱管的加熱和濕度調(diào)節(jié)器的工作，控溫控濕電源13與熱電偶12、制冷管9、加熱管10 均通過導線連接。濕度調(diào)節(jié)器11固定設(shè)置于安裝孔中并且位于測試區(qū)域內(nèi)?？販乜貪耠娫?3與濕度調(diào)節(jié)器11也通過導線連接。循環(huán)配氣機構(gòu)3用于向測試室1提供測試用氣體，以及從測試室1排出測試用氣體。循環(huán)配氣機構(gòu)3包括進氣管5、出氣管6、混氣室21、待測氣瓶15、第一減壓閥171、第一質(zhì)量流量控制器181、第一兩通開關(guān)191、載氣瓶16、第二減壓閥172、第二質(zhì)量流量控制器182、第二兩通開關(guān)192、第一三通閥201、排氣泵22、第三兩通開關(guān)193、循環(huán)氣室14、第三質(zhì)量流量控制器183、第四兩通開關(guān)194、第五兩通開關(guān)195、第二三通閥202及連接各部分的管道?；鞖馐?1包括進氣口和出氣口，混氣室21的出氣口與測試室1通過進氣管5 連接，進氣管5穿過控溫控濕機構(gòu)2并且固定設(shè)置于測試室1水平方向的一側(cè)。待測氣瓶 15包括出氣口，待測氣瓶15的出氣口與混氣室21的進氣口通過第一管道連接。第一減壓閥171設(shè)置在待測氣瓶15的出氣口。第一質(zhì)量流量控制器181設(shè)置在第一管道上。第一兩通開關(guān)191設(shè)置在第一管道上，并且位于第一質(zhì)量流量控制器181的下游。載氣瓶16包括出氣口，載氣瓶16的出氣口與混氣室21的進氣口通過第二管道連接。第二減壓閥171 設(shè)置在載氣瓶16的出氣口。第二質(zhì)量流量控制器182設(shè)置在第二管道上。第二兩通開關(guān) 192設(shè)置在第二管道上，并且位于第二質(zhì)量流量控制器182的下游。第一管道與第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有第一三通閥201，第一三通閥201位于第一兩通開關(guān)191和第二兩通開關(guān)192的下游。排氣泵22包括進氣口和出氣口，排氣泵22的進氣口與測試室1通過出氣管6連接，出氣管6穿過控溫控濕機構(gòu)2并且固定設(shè)置于測試室1水平方向的另一側(cè)。第三兩通開關(guān)193設(shè)置在出氣管6上。循環(huán)氣室14包括進氣口和出氣口，循環(huán)氣室14的出氣口與混氣室21的進氣口通過第三管道連接，循環(huán)氣室14的進氣口與排氣泵22的出氣口通過第四管道連接。第三質(zhì)量流量控制器183設(shè)置在第三管道上。第四兩通開關(guān)194設(shè)置在第三管道上，并且位于第三質(zhì)量流量控制器183的上游；第五兩通開關(guān)195設(shè)置在第三管道上，并且位于第三質(zhì)量流量控制器183的下游。第一管道與第二管道交匯后與第三管道交匯，在與第三管道交匯處設(shè)置有第二三通閥202，第二三通閥202位于第五兩通開關(guān)195 的下游。氣敏測試機構(gòu)4用于測試置于測試室1的氣敏傳感器的性能；氣敏測試機構(gòu)4包括氣敏測試儀23、三芯導線24。三芯導線M的一端與氣敏測試儀4的輸入端固定連接，另一端與樣品臺7的頂部的輸出端固定連接。在一個優(yōu)選的實施例中，混氣室21是機械攪拌混氣室，排氣泵22是耐腐蝕排氣泵。本具體實施方式
采用的循環(huán)配氣機構(gòu)可實現(xiàn)傳感器的氣敏動態(tài)響應(yīng)連續(xù)測試，而且測試廢氣的回收利用除了降低測試成本外，更重要的是綠色環(huán)保、對環(huán)境無污染。且整個測試無易燃、易爆、毒性測試氣體的排放，是一種環(huán)境友好、高效節(jié)能的氣敏傳感器性能測
I式 ο以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，包括測試室，所述測試室作為測試所述氣敏傳感器性能的場所； 控溫控濕機構(gòu)，所述控溫控濕機構(gòu)用于控制所述測試室的測試溫濕度； 配氣機構(gòu)，所述配氣機構(gòu)用于向所述測試室提供測試用氣體，以及從所述測試室排出所述測試用氣體；氣敏測試機構(gòu)，所述氣敏測試機構(gòu)用于測試置于所述測試室的氣敏傳感器的性能； 所述控溫控濕機構(gòu)包括加熱管層，所述加熱管層圍出一個腔體，所述測試室包括測試區(qū)域，所述測試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；制冷管層，所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管； 保溫層，所述保溫層包裹所述制冷管層；濕度調(diào)節(jié)器，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測試區(qū)域內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述控溫控濕機構(gòu)還包括熱電偶，所述熱電偶固定設(shè)置于所述測試區(qū)域內(nèi)；控溫控濕電源，所述控溫控濕電源與所述熱電偶、所述制冷管、所述加熱管、所述濕度調(diào)節(jié)器均通過導線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述測試室包括 樣品臺，所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述樣品臺固定設(shè)置于所述安裝孔中并且固定設(shè)置于所述測試區(qū)域的內(nèi)部垂直方向的正上方。
4.如權(quán)利要求1所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述配氣機構(gòu)包括 混氣室，所述混氣室包括進氣口和出氣口，所述混氣室的出氣口與所述測試室通過進氣管連接，所述進氣管穿過所述控溫控濕機構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測試室水平方向的一側(cè)；待測氣瓶，所述待測氣瓶包括出氣口，所述待測氣瓶的出氣口與所述混氣室的進氣口通過第一管道連接；第一減壓閥，所述第一減壓閥設(shè)置在所述待測氣瓶的出氣口； 第一質(zhì)量流量控制器，所述第一質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第一管道上； 第一兩通開關(guān)，所述第一兩通開關(guān)設(shè)置在所述第一管道上，并且位于所述第一質(zhì)量流量控制器的下游；載氣瓶，所述載氣瓶包括出氣口，所述載氣瓶的出氣口與所述混氣室的進氣口通過第二管道連接；第二減壓閥，所述第二減壓閥設(shè)置在所述載氣瓶的出氣口 ； 第二質(zhì)量流量控制器，所述第二質(zhì)量流量控制器設(shè)置在所述第二管道上； 第二兩通開關(guān)，所述第二兩通開關(guān)設(shè)置在所述第二管道上，并且位于所述第二質(zhì)量流量控制器的下游；第一三通閥，所述第一管道與所述第二管道交匯，在交匯處設(shè)置有所述第一三通閥，所述第一三通閥位于所述第一兩通開關(guān)和所述第二兩通開關(guān)的下游；排氣泵，所述排氣泵包括進氣口和出氣口，所述排氣泵的進氣口與所述測試室通過出氣管連接，所述出氣管穿過所述控溫控濕機構(gòu)并且固定設(shè)置于所述測試室水平方向的另一側(cè)；第三兩通開關(guān)，所述第三兩通開關(guān)設(shè)置在所述出氣管上。
5.如權(quán)利要求4所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述混氣室是機械攪拌混氣室。
6.如權(quán)利要求4所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述排氣泵是耐腐蝕排氣泵。
7.如權(quán)利要求3所述的氣敏傳感器性能測試裝置，其特征在于，所述氣敏測試機構(gòu)包括氣敏測試儀；三芯導線，所述三芯導線的一端與所述氣敏測試儀的輸入端固定連接，另一端與所述樣品臺的頂部的輸出端固定連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及傳感器性能測試裝置，尤其涉及一種氣敏傳感器性能測試裝置。一種氣敏傳感器性能測試裝置，包括控溫控濕機構(gòu)，所述控溫控濕機構(gòu)用于控制所述測試室的溫濕度；所述控溫控濕機構(gòu)包括加熱管層，制冷管層，保溫層，濕度調(diào)節(jié)器；所述加熱管層圍出一個腔體，所述測試室包括測試區(qū)域，所述測試區(qū)域是所述腔體中的空間區(qū)域，所述加熱管層中設(shè)置有加熱管；所述制冷管層包裹所述加熱管層，所述制冷管層中設(shè)置有制冷管；所述保溫層包裹所述制冷管層；所述加熱管層、所述制冷管層和所述保溫層設(shè)置有安裝孔，所述濕度調(diào)節(jié)器固定設(shè)置于所述安裝孔中并且位于所述測試區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的氣敏傳感器性能測試裝置只能模擬高溫環(huán)境的技術(shù)問題。
文檔編號G01N33/00GK102384962SQ201110352980
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者張亞非, 徐東, 王劍, 陳海燕, 魏浩 申請人:上海交通大學