[发明专利]一种气体快速反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及传感器数字测量领域，犹指纳米传感器数字测量。

背景技术

现代纳米技术催生出采用纳米材料研制的各种高性能传感器，如酒精、CO、H₂S等各种气敏传感器、温湿度传感器等等，这些传感器正以极高灵敏度(高达10000)、极快的响应速度(小于10ms)等无可比拟的优越特点正在取代传统工艺制备的传感器，尤其是现代物联网技术的迅速发展，更是使这些物联网前端新型传感器件备受关注，需求大增，各级科研机构纷纷研制、改良各类传感器，然而他们却都是使用传统的传感器测量仪器进行测量、分析，而这些仪器已经不能适应现代纳米传感器的特点了。

现在气体传感器的测量方式有2种：

(1)容器注入法：

这种方式是将承载传感器的载体和传感器事先置入一个密闭容器中，然后注入气体(或注入液体后扩散为气体)，启动测试仪器。这种方法注入的气体有很大的容器，扩散需要很长时间，有的就在容器内安装小风扇强制扩散。显然这种方法无法准确测量出传感器与气体的反应速度，且打开风扇后就会扰乱气体使测量结果更加不准确。因为现代微纳米传感器都需要在传感部位加热到很高温度(一般200-500℃)，而且传感器的性能对此温度非常敏感，所以扰动气体必然使得传感器上温度发生剧烈变化而严重影响测量结果。

(2)烧瓶快速插入法：

这种方式是将承载传感器的载体和传感器突然插入到一个事先储存好气体的大烧瓶或其它容器中，以期测得气体与传感器的快速反应时间。但是将传感器突然插入烧瓶必然引致严重的气流扰动，使得微纳米传感器上的温度急剧变化。显然测量结果要较长一段时间才能稳定，稳定后才能测量准确的结果。所以这种方式不能测出传感器的响应时间。

由上可知，现有测量技术均不能解决气体与微纳传感器的快速反应问题，也就是无法真正测量微纳传感器的响应时间。

传统的传感器由于反应时间很慢，在10-60秒，因此这个问题不突出。

因此，如何测量现代微纳传感器在气体反应时的响应速度就成为研究和推广现代新型微纳传感器的难题和障碍。

发明内容

鉴于上述，本发明的一种气体快速反应装置，提供了一种采用活动隔板的方式使得准备好的气体能够近距离快速扩散到传感器上而避免扰乱气体的快速反应装置，配合测量仪器即可精确测量气体与传感器的快速响应时间。

一种气体快速反应装置，其特征是，由储气箱、反应腔、活动隔板、传感器载体组成；

所述储气箱带有注气孔，自所述注气孔注入反应的气体后储存在该储气箱内；

所述反应腔与所述储气箱相连，所述反应腔内设有导槽，所述活动隔板安装在所述反应腔并沿着所述导槽运动，所述活动隔板在完全插入所述反应腔时把反应腔分隔成与所述储气箱相通的部分和相隔离的部分，在自所述反应腔抽出时则使所述两部分相通；

所述反应腔与所述储气箱相隔离的部分的外面设有传感器导入孔与外界相通，使得所述传感器载体所载的传感器插入到反应腔的所述与储气箱相隔离的部分，此时抽出所述活动隔板则使得所述储气箱内储存的气体快速扩散到所述传感器上进行反应，并且不会对气体产生明显的扰动；

所述传感器导入孔的周围设有平整的软性材料，使得在所述传感器载体放置到传感器导入孔所在表面时起到气体密封作用，使反应腔内的气体不致外泄；

所述导槽周围设有软性材料，使得所述活动隔板在完全插入所述反应腔时保持被隔离的两部分的气体密封作用；

在所述反应腔或储气箱上面设有夹紧机构，在打开时方便置入或取出所述传感器载体及其所载的传感器，在夹紧时使所述传感器载体紧密压在所述反应腔上；

所述相隔离的部分的容积小于所述储气箱内的容积，所述反应腔的宽度、深度的设置以所述传感器能够方便地置入和取出的为准，以缩小气体扩散的时间。

采用本发明提供的上述气体快速反应装置，具有以下十分显著的优点：

(1)解决了气体与传感器之间快速反应问题，可以精准测量传感器反应时间；

(2)测量时基本不会扰乱气体，从而测量结果稳定、精确；

(3)对推动新型物联网微纳传感器的研究和推广具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的一种气体快速反应装置的典型实施案例的测量状态的剖面图。

图2是本发明的一种气体快速反应装置的典型实施案例的测量前状态剖面图。

图3是本发明的一种气体快速反应装置的典型实施案例的测量前状态俯视图。

具体实施方式