[发明专利]碳纳米管传感器气敏温度特性测试的实验装置及方法

权利要求书

1.一种碳纳米管传感器气敏温度特性测试的实验装置，主要包括缸体(4)、 真空泵(10)、阻抗分析仪(22)，其特征在于所述装置还包括交流接触器(16)、 数显调节仪(17)、电炉(18)、热电阻(21)，缸体(4)为底面封闭的圆筒形， 其壁厚为4-6mm，内径为80-100mm，高为80-100mm，在缸体(4)的顶 端装设圆形封头(1)，圆形封头(1)经o形密封圈(2)通过螺杆螺帽(3)与 缸体(4)连接，缸体(4)通过三角支架(14)放置在地面上，真空泵(10) 通过导气管并经过球阀(9)、真空表(7)及真空表针阀(8)、压力表(5)及 压力表针阀(6)，与缸体的一侧连通，并在真空表针阀(8)与压力表针阀(6) 之间的导气管上，还装设有进气针阀(11)，在缸体(4)内部的底端焊接一支 架(19)，在支架(19)的下面放置一电炉(18)，电炉(18)的功率为500W或 1000W，电炉(18)通过导线经镶嵌在缸体(4)底部并与缸体(4)绝缘的接 线柱(15)与交流接触器(16)连接，交流接触器(16)通过导线分别与数显 调节仪(17)和220V交流电源(23)连接，在支架(19)的上面放置耐火砖(13)， 在耐火砖(13)上面的一端放置碳纳米管传感器(12)，在耐火砖(13)上面的 另一端紧贴有内装热电阻(21)的保护管(20)，碳纳米管传感器(12)通过导 线经镶嵌在缸体侧面的上部并与缸体绝缘的接线柱(15)与阻抗分析仪(22) 连接，阻抗分析仪(22)通过导线与220V交流电源(23)连接，保护管内的热 电阻(21)通过导线经镶嵌在缸体(4)侧面的下部并与缸体(4)绝缘的接线 柱(15)与数显调节仪(17)连接。

2.一种碳纳米管传感器气敏温度特性测试的实验方法，利用权利要求1所 述的实验装置，对碳纳米管传感器的气敏温度特性进行测试，其特征在于所述 方法的具体步骤如下：

(1)实验准备

先将碳纳米管传感器(12)放置在缸体(4)内的耐火砖(13)上，再经过 导线将碳纳米管传感器(12)经接线柱(15)与阻抗分析仪(22)相连，阻抗 分析仪(22)通过导线与220V交流电源(23)连接，再通过导线将电炉(18) 经接线柱(15)与交流接触器(16)连接，交流接触器(16)通过导线与220V 交流电源(23)连接，然后通过导线经接线柱(15)将保护管(20)内的热电 阻(21)经接线柱(15)与数显调节仪(17)连接，数显调节仪(17)通过导 线与交流接触器(16)连接，最后用圆形封头(1)经o形密封圈(2)通过螺 杆螺帽(3)将缸体(4)密封；

(2)抽真空

第(1)步完成后，关闭压力表针阀(6)和进气针阀(11)，打开真空表针 阀(8)和球阀(9)，开启真空泵(10)对缸体(4)抽真空，抽真空完毕后关 闭球阀(9)和真空泵(10)，静置12小时再观察真空表7的示数，检验其密封 性能合格后，记录下此时数显调节仪(17)显示的温度值和阻抗分析仪(22) 显示的碳纳米管传感器的初始电阻值；

(3)碳纳米管传感器在被检测气体下的气敏温度特性分析

第(2)步完成后，再打开进气针阀(11)，经由进气管通过进气针阀(11) 通入被检测气体，当通入被检测气体后的气压等于一个大气压时，关闭真空表 针阀(8)，同时打开压力表针阀(6)，直到气压达到预先设置的实验气压，然 后通过数显调节仪(17)设置的不同温度值，通过阻抗分析仪(22)测量碳纳 米管传感器在被检测气体下、在不同设置温度下的阻抗值，然后作出气敏温度 特性曲线，并找出碳纳米管传感器检测气体的最佳工作温度，实验完毕后，打 开球阀(9)，开启真空泵(10)，将被检测气体抽至室外处理，当缸体(4)内 气压被抽至等于一个大气压时，关闭压力表针阀(6)，同时打开真空表针阀(8)， 当缸体(4)的被测气体被抽净后关闭球阀(9)和真空泵(10)。