[发明专利]一种蜂蜜品质分析用气体传感器及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种蜂蜜品质分析用气体传感器，所述气体传感器包括从底部往上依次设置的加热材料层(7)、第一加热电极(5)和第二加热电极(6)、绝缘基板(4)、第一测试电极(1)和四个第二测试电极(2)、四个呈阵列排布的气敏单元(3)，所述第一加热电极(5)、第二加热电极(6)分别与所述加热材料层(7)电连接，每个所述气敏单元(3)分别与所述第一测试电极(1)和每个所述第二测试电极(2)电连接。本发明还公开了上述气体传感器的制备方法和用途。本发明所采用的敏感材料为针对于蜂蜜挥发物中的醛类、酮类、醇类和酯类的特选材料，具有较高的选择性，所获取的信号特异性更为明显，区分度更高，效果更好。

技术领域

本发明属于传感器领域，特别涉及一种蜂蜜品质分析用气体传感器及其制备方法和用途。

背景技术

蜂蜜是一种有益人体身体健康的营养食品，也是食品加工领域重要的添加剂之一，更是一种中药，蜂蜜品质的好坏直接决定着对人体有益的程度和食品加工产品的品质。而蜂蜜作为蜜蜂的分泌物，蜂种、花种、采蜜时间的差异，都会导致蜂蜜在气味、口味上的巨大差异，如何采用一种便捷有效的技术手段实现对蜂蜜的快速分析，实现对蜂蜜品质的鉴定，一直以来都是蜂蜜品质分析领域的挑战性问题之一。

蜂蜜的分析方法目前为仅限于色谱、光谱分析法，样品需要预处理，操作复杂，耗时长。气体传感器具有体积小巧、成本低廉的特点，专门针对于空气中的气体分子进行检测，而蜂蜜中的成分都属于易挥发物质，利用气体传感器技术对蜂蜜的挥发物成分进行检测，结合后续数据分析与特征提取，可以获取蜂蜜的气味特征指纹，实现对蜂蜜的品质分析。但是当前的商用传感器多用于环境监控领域，检测VOC、可燃气体等，且目前的气体传感器具有广谱响应特性，对多种气体均可实现响应，响应值差距不明显，即对于单一种类的气体选择性较差，检测结果难以区分各种物质的含量。

因此，需要设计针对于蜂蜜挥发物检测的专用气体传感器，并且对于各种物质具有较高的选择性，可以分析蜂蜜中各种物质的含量。

为了解决上述问题，提出本发明。

发明内容

本发明提供一种蜂蜜品质分析用气体传感器，所述气体传感器包括从底部往上依次设置的加热材料层7、第一加热电极5和第二加热电极6、绝缘基板4、第一测试电极1和四个第二测试电极2、四个呈阵列排布的气敏单元3，所述第一加热电极5、第二加热电极6分别与所述加热材料层7电连接，每个所述气敏单元3分别与所述第一测试电极1和每个所述第二测试电极2电连接，

其中，四个所述气敏单元3均为纳米半导体材料层，具体分别是纳米氧化钛颗粒层、纳米氧化钨片层、纳米氧化锡颗粒层、纳米氧化锌颗粒层，四个所述气敏单元3分别对蜂蜜挥发物中的醛类、酮类、醇类和酯类物质选择性敏感。

优选地，上述纳米氧化钛颗粒层、纳米氧化钨片层、纳米氧化锡颗粒层、纳米氧化锌颗粒层中纳米半导体材料颗粒或片的尺寸小于40纳米。纳米材料具有极高的表面活性，响应灵敏度高。

所述纳米半导体材料表面具有特殊结构，与不同气体分子的表面交互活化能有巨大差异，呈现出对不同气体分子的高度选择性相应特性。

其中，所述加热材料层7的目的是实现传感器在固定温度下工作。

优选地，所述气体传感器总体厚度不超过2毫米，平面尺寸小于5×5毫米，四个所述气敏单元3之间间距不超过2毫米。结构紧凑，热场分布均匀。

优选地，所述加热材料层选自氧化钌层、铂层、镍层，所述绝缘基板4选自氧化铝陶瓷片、硅片。

优选地，所述第一测试电极1、第二测试电极2、第一加热电极5和第二加热电极6均为叉指电极。

本发明第二方面提供一种蜂蜜品质分析用气体传感器的制备方法，包括以下步骤：