[发明专利]二氧化钛纳米管传感器气敏特性测试的实验装置及方法

摘要

一种二氧化钛纳米管传感器气敏特性测试的实验装置及方法，属于传感器特性测试技术领域。本发明装置主要包括壳体、真空泵、交流调压器、数显温度仪、陶瓷加热片、阻抗分析仪、流量计等；本发明方法是利用本发明装置，在不同的被测气体及不同的工作温度下，经准备、检测、分析处理，对二氧化钛纳米管传感器的气敏温度特性进行测试。本发明具有准确度高、抗干扰能力强、结构简单、操作方便、能分析温度特性对气敏特性的影响、实用性强等优点。本发明可广泛应用于科研、教学、研究院所对TiO2纳米管传感器的气敏特性的分析和研究，促进TiO2纳米管传感器的推广应用。

主权项

一种二氧化钛纳米管传感器气敏特性测试的实验装置，主要包括壳体、真空泵（5）、交流调压器（9）、数显温度仪（8）、陶瓷加热片（20）、阻抗分析仪（10）、流量计（12），其特征在于：所述的壳体，由缸体（14）和缸盖（1）组成，所述壳体的材料为厚度8~10mm的不锈钢钢板或铝合金板或度锌钢板，所述缸体（14）的形状为顶端带外翻边、底端封闭的圆柱形，所述缸体（14）的圆柱形的高度为130~150mm，内直径为220~240mm；所述顶端外翻边的宽度为14~16mm，并在所述顶端外翻边上均匀设置5~7个螺纹通孔，所述缸盖（1）的形状为底部带外翻边的圆弧形封头，所述圆弧形封头的内径与所述缸体（14）的圆柱形的内径相匹配；所述圆弧形封头的圆弧半径为234~246mm，所述圆弧形封头的底部的外翻边的宽度与所述缸体顶端外翻边的宽度相匹配，并在所述的底部外翻边上相对应于所述缸体（14）顶端外翻边上的5~7个螺纹通孔处，也均匀设置5~7个螺纹通孔，所述的缸盖（1）通过5~7个螺纹通孔和螺栓及O形密封圈固连在所述缸体的顶端，形成密封的壳体，在所述的缸体（14）内的底端面的轴心处，放置一固定支架，所述的固定支架（7）由一块长方形底板和四根圆柱形支柱以及一块长方形上板组成，所述的长方形的底板的材料为厚1~3mm的不锈钢钢板或铝合金板或度锌钢板，所述长方形底板的长为70~90mm、宽为50~70mm，并在所述的长方形底板的内表面上的轴向的中心处设置一条槽深和槽宽均为30~50mm的内凹糟（21），所述的陶瓷加热片（20）放置在所述长方形底板的内凹槽（21）中，并在所述的陶瓷加热片（20）上放置二氧化钛纳米管传感器（19），四根所述的圆柱形支柱的下端分别焊接在所述长方形底板的四个角处，所述的圆柱形支柱为直径5~7mm、高40~60mm的不锈钢圆钢或铝合金圆钢或度锌圆钢，在所述的圆柱形支柱的上端表面刻有20~40mm螺纹，四根所述圆柱形支柱的上端表面的螺纹用以固接所述的长方向上板，所述长方形上板的材料为厚2~4mm的压缩木平板或塑料平板或胶木板，所述的长方形上板的长度和宽度与所述的长方形的底板的长度和宽度相匹配，在所述的长方形上板的四个角处，并分别对应于四个所述的圆柱形支柱的位置，分别设置一孔径与每根所述的圆柱形支柱的直径相匹配的通孔，四根所述的圆柱形支柱的上端分别过所述的长方形上板的四个角上的通孔，通过螺帽固接在四根所述的圆柱形支柱的上端，在所述长方形上板的长向中心处设置一条长滑槽（15）；在所述长方形上板的宽向上均匀的设置三条短滑槽，所述的长滑槽（15）的长度为39~41mm、槽宽为5~7mm、槽深为2~4mm；每条所述的短滑槽的长度为6~8mm，槽宽和槽深分别与所述长滑槽（15）的槽宽和槽深相等，三条所述的短滑槽的中心距离为11~13mm，所述的电极（16）为两根，每根所述的电极（16）由金属棒和金属弹簧（17）及铂片（18）组成，所述的金属棒的度为40~60mm、直径为5~7mm，并在每根金属棒的上端部设置长度为30~60mm的螺纹，将每根所述金属棒上端穿过所述长方形上板的滑槽，通过螺帽固接在所述长方形上板的滑槽中，在每根所述的金属棒的下端焊接长度为14~16mm的金属弹簧（17），在所述金属弹簧的下端焊接所述的铂片（18），所述铂片（18）与装设在所述的长方形底板上的被测二氧化钛纳米管传感器（19）接触，两根所述电极（16）的金属棒位于所述的长方型上板的上面的部分，并分别通过两根电缆导线和穿过所述缸体一侧的第一、二接线柱（11）与所述的阻抗分析仪（10）的输入端连接，所述阻抗分析仪（10）的输入端通过电缆导线与220V的市电源相连，所述的陶瓷加热片（20）包括一个陶瓷片和两个工作电极以及一个热探头，所述陶瓷加热片（20）的两工作电极分别通过电缆线和穿过所述缸体一侧的第三、四接线柱（11）与所述的交流调压器（9）的输出端相连，所述交流调压器（9）的输入端通过电缆线和开关与220V的市电源相连，所述的陶瓷加热片（20）的热探头分别通过电缆线和穿过所述缸体一侧的第五接线柱（11）与所述的数显温度仪（8）的输入端连接，所述数显温度仪（8）输入端通过电缆线与220V的市电源相连，在所述缸体（14）侧壁上设置一孔径为5~8mm的通孔，所述进气管（13）穿过所述的缸体（14）侧壁的通孔，伸入所述缸体（14）内的一端的长度为100~110mm，并在其管壁上设置12~14个等间距的孔径为1~3mm的通孔，被测气体通过流量计（12）和所述的进气管（13）分散在所述的缸体（14）内，并避免了气体直接吹到被测的二氧化钛纳米管传感器（19）的表面而影响其表面的温度变化，在所述缸体（14）的另一侧壁上设置有直径为80~100mm的圆形通孔，所述的石英玻璃盖（3）固接在该通孔中，通过所述的石英玻璃盖（3）使紫外光射入到所述缸体（14）的内部，并作用于被测的二氧化钛纳米管传感器（19），检测其光催化特性，所述的真空泵（5）通过所述的缸体（14）底面上的出气管（4）与所述缸体（14）的内腔连通，在所述缸体（14）的底面的外端上设置2~4个支撑脚（6），将所述缸体通过所述的支撑脚放置在地面上。