[发明专利]一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统

说明书

本发明涉及乙醇传感技术领域，具体涉及一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，包括管道、进气口、出气口、气敏元件，进气口和出气口分别设置在管道的两端，气敏元件设置在管道内，气敏元件包括基底、加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极、钼酸盐，加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极置于基底上，加热线圈的两端连接加热电极，叉指电极连接测量电极，钼酸盐置于叉指电极上；另外，本发明的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统还包括第一线圈，第一线圈通电后产生交变磁场作用到钼酸盐上，钼酸盐产生微振动，在钼酸盐附近产生微气流，使得钼酸盐快速地包覆在氧化性气体或还原性气体中，缩短了响应和恢复时间，提高了乙醇气体传感的效率。

技术领域

本发明涉及乙醇传感技术领域，具体涉及一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统。

背景技术

气体传感器是利用各种不同的化学反应或不同的物理机理，将气体的类别、成分、浓度等需要的信息转换成可视化的电信号输出的传感器。迄今为止，气体传感器在生活中已经得到广泛的应用，例如，可燃性气体的检测可以避免很多意外发生。在工业生产中，气体传感器被应用在半导体工业和各类化学工业中。研发出更高灵敏度、更高效率的气体传感器对工业社会的健康发展意义深远。

在众多气体中，乙醇气体的传感与探测具有重要的意义。乙醇广泛用于工业、农业和食品生产中，又属于易燃物质，乙醇气体在达到一定浓度后可能引发火灾，因此，对于乙醇气体的传感与监测非常重要。常见的乙醇传感包括半导体型气体传感器和电化学传感器。由于半导体型气体传感器具有可靠性强、成本低、维修费用低等优点，受到普遍的关注和应用。

金属钼酸盐具有优异的催化功能，在乙醇气体探测中受到普遍的关注。特别地钼酸铁作为A-MoO₄型二元金属氧化物体系中的一种，是一种特别有效的催化剂，在乙醇气体探测中表现出高灵敏度，参考文献Enhanced low-temperature gas-sensing performanceof Fe₂(MoO₄)₃layered microplates,Journal of Material Science:MaterialElectron,Vol.33,pp.10880-10889,2022。在气体传感器的实际应用中，除灵敏度外，响应和恢复时间也是重要的性能指标。缩短响应和恢复时间能够实现高效率的气体传感。因此，探索缩短响应和恢复时间的新技术具有重要的意义。

发明内容

为解决以上问题，即缩短乙醇气体传感器的响应和恢复时间，本发明提供了一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，包括管道、进气口、出气口、气敏元件，进气口和出气口分别设置在管道的两端，气敏元件设置在管道内，气敏元件包括基底、加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极、钼酸盐，加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极置于基底上，加热线圈的两端连接加热电极，叉指电极连接测量电极，钼酸盐置于叉指电极上；另外，本发明的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统还包括第一线圈，第一线圈通电后产生交变磁场作用到钼酸盐上。

本发明的核心思路是应用第一线圈产生交变磁场，交变磁场作用到钼酸盐上，由于钼酸盐具有磁性，钼酸盐产生微振动，在钼酸盐附近产生微气流，使得钼酸盐快速地包覆在氧化性气体或还原性气体中，缩短了响应和恢复时间，提高了乙醇气体传感的效率。

更进一步地，钼酸盐为钼酸铁。

更进一步地，钼酸盐为由纳米薄片组成的钼酸铁微球。

更进一步地，由纳米薄片组成的钼酸铁微球由水热法制备而得。

更进一步地，水热法为在聚四氟乙烯反应釜中反应，反应温度为170摄氏度，反应时间为12小时。

更进一步地，第一线圈固定在管道内壁上气敏元件的上侧。优选地，第一线圈为环形。

更进一步地，基底为氧化铝，加热线圈为环形，叉指电极置于加热线圈内，叉指电极的外侧为环形。