專利名稱：超低濃度氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體傳感器領(lǐng)域，更具體地說，涉及用于檢測環(huán)境或呼出氣中濃度低 于IOOppb氣體的氣體傳感器。
背景技術(shù)：
環(huán)境與健康安全領(lǐng)域中的氣體檢測通常需要達到濃度低于I-IOOppb的檢測下 限與精度。例如，為防止中毒或保證健康安全，居住環(huán)境中苯與甲醛的濃度規(guī)定不得超過 IOOppb ；而對于判斷哮喘等呼吸病，呼出氣中一氧化氮的濃度的檢測下限與精度必須達到 l_5ppb。目前能夠?qū)@些超低濃度氣體檢測的技術(shù)主要是昂貴的大型實驗室分析儀器。而 可以用于現(xiàn)場檢測的低廉便攜式的傳感器檢測儀表通常只能檢測不低于IOOOppb或Ippm 的高濃度氣體。為此，大型儀器小型化與小型儀表精度化已經(jīng)成為環(huán)境與健康安全檢測的 發(fā)展方向。申請?zhí)枮?00510049517. 0的中國專利公布了一種便攜式氣體分析儀，用于低濃 度甲醛和苯系氣體的檢測。該發(fā)明在傳感器檢測之前采用了氣體富集的裝置，提高被測氣 體的濃度，從而使得本來只能檢測高濃度的傳感器可以結(jié)合模擬計算的方法用于低濃度氣 體的分析。該發(fā)明可以使分析儀的檢測下限比使用的氧化物半導(dǎo)體或碳納米管傳感器本 身的下限降低1-2個數(shù)量級，即分析儀的檢測下限為傳感器下限Ippm的-10%，達到 IO-IOOppb0然而這種方法必須精確的選擇對氣體富集的吸附材料以及確切的知道富集的 程度或者富集量，而且還需要采用程序溫控實現(xiàn)有效和定量的氣體吸附(富集)和脫附過 程，并且用氮氣或其它載氣攜帶富集的氣體進行檢測，分析儀結(jié)構(gòu)與操作均十分復(fù)雜?，F(xiàn)有的一種低濃度甲醛檢測器通過特殊設(shè)計的消除噪音并將信號放大的電路處 理電化學(xué)傳感器對低濃度甲醛僅能產(chǎn)生的微弱信號，達到了 50ppb的甲醛檢測精度。然而 該方法的作用有限。實際使用中，被測氣體的溫度、壓力、流速、濕度以及其它氣體均可能產(chǎn) 生被測信號中相當(dāng)于PPb濃度變化的噪音貢獻。這些疊加到檢測信號上的噪音并不能通過 電路加以去除或識別，而將隨著被測信號的放大而放大，從而影響最后檢測結(jié)果的可靠性， 而且精度的提高也十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述的不足開發(fā)了一種用于檢測超低濃度氣體的傳感器，確保傳感器 對分析氣體的檢測在恒壓、恒流、恒濕、恒溫以及消除干擾氣體影響的條件下進行，從而最 大程度的消除氣體流動、壓力、濕度與溫度以及氣體組成等變化因素的干擾，提高傳感器的 信噪比，達到I-IOppb的檢測下限與精度。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于檢測超低濃度氣體的傳感器，包括氣體過濾裝置，攜 帶被測氣體的氣樣通過該氣體過濾裝置，減小氣樣中對被測氣體檢測信號產(chǎn)生PPb量級或 更大信號干擾的微粒與干擾氣體；恒流恒壓裝置，連接到氣體過濾裝置，對經(jīng)過濾的氣體的 流速和壓力進行控制；恒濕恒溫裝置，連接到恒流恒壓裝置，將濕度控制在對被測氣體檢測信號產(chǎn)生恒定或可以通過零點校正消除其影響的范圍內(nèi)，并控制氣體的溫度；以及檢測裝 置，置于恒濕恒溫裝置內(nèi)，對氣體進行檢測。該氣體過濾裝置通過吸附降低對被測氣體檢測信號產(chǎn)生ppb量級或更大信號干 擾的干擾氣體的濃度。該氣體過濾裝置采用下列的其中之一制作具有吸附作用的活性炭、 活性氧化鋁、高錳酸鉀、分子篩、以及樹脂纖維。所述恒流恒壓裝置包括微量取樣泵和恒流控制閥，還可包括取樣緩沖裝置，設(shè)置 于微量取樣泵之前，用于聚集氣體。該取樣緩沖裝置為取樣氣袋或者具有氣動單向閥和彈 簧的容器。所述恒濕恒溫裝置包括由僅與水分子作用的恒濕材料制作的導(dǎo)管以及填充在導(dǎo) 管周圍的，根據(jù)恒濕要求選定的調(diào)節(jié)氣樣濕度的介質(zhì)，當(dāng)氣體通過該導(dǎo)管時，其中的水分子 將通過導(dǎo)管膜的滲透與介質(zhì)建立一種可以控制的濕度平衡從而實現(xiàn)恒濕。該恒濕恒溫裝置 使得氣體的溫度與傳感器的工作溫度一致。該恒濕恒溫裝置包括同時具有升溫與降溫作用 的半導(dǎo)體恒溫裝置。該檢測裝置為電化學(xué)與金屬氧化物或碳納米管類型的半導(dǎo)體氣體傳感器；該檢測 裝置包括一個或多個并聯(lián)或串聯(lián)的傳感器。同現(xiàn)有傳感器氣體檢測技術(shù)相比，本發(fā)明是一種設(shè)有去處干擾氣體與微粒以及在 恒壓恒流與恒溫恒濕的條件下進行傳感器氣體檢測的微型化或小型化裝置，顯著提高了 氣體傳感器實際應(yīng)用中的檢測下限與精度，這種傳感器模塊的檢測下限與精度可以達到 I-IOppb0該傳感器可以直接使用到目前基于傳感器的分析檢測儀表，而不改變這些儀表原 有的小型化與便攜式的設(shè)計特點，但卻可以將它們從現(xiàn)在的需要ppm量級氣體檢測的工業(yè) 安全與環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域擴展到必須PPb量級氣體檢測的健康安全與環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描 述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征，其中圖1是本發(fā)明的用于檢測超低濃度氣體的傳感器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的用于檢測超低濃度氣體的傳感器中的恒流恒壓裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的用于檢測超低濃度氣體的傳感器中的恒濕恒溫裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式常用的電化學(xué)、金屬氧化物或碳納米管半導(dǎo)體以及催化燃燒型傳感器的檢測信號 主要反映的是被測氣體濃度相關(guān)的傳質(zhì)或反應(yīng)速率。影響這一速率最主要的因素是溫度與 可能參與反應(yīng)的其它氣體(通稱干擾氣體或使氣敏材料中毒的氣體)。因此，通常的傳感 器設(shè)計大都考慮了溫度補償?shù)碾姌O或電路以及能夠除去主要干擾氣體的過濾裝置。這些傳 感器通常達到的檢測下限與精度是0. Ilppm0氣體的流速、壓力、濕度或其它未加過濾的氣 體仍將通過參與或影響被測氣體的傳質(zhì)過程影響檢測信號，通常它們的貢獻在IlOOppb之 間。因此實現(xiàn)更低的、例如I-IOppb的檢測下限與精度，必須在現(xiàn)有傳感器設(shè)計的基礎(chǔ)上， 最大程度的消除這些因素在PPb量級上的貢獻。同時，也必須考慮可能造成ppb量級信號變 化的溫度脈動以及其它的干擾氣體。因此，本發(fā)明的重點在于如何保證氣體樣品能夠在恒定的溫度、壓力、流速、濕度以及沒有其它氣體干擾的條件下進行被測氣體的傳感器檢測。圖1是本發(fā)明的用于檢測超低濃度氣體的傳感器的結(jié)構(gòu)圖。該用于檢測超低濃度 氣體的傳感器100包括氣體過濾裝置102、恒流恒壓裝置104、恒濕恒溫裝置106和檢測裝 置108。攜帶被測氣體的氣樣通過該氣體過濾裝置102，氣體過濾裝置102減小氣樣中對被 測氣體檢測信號產(chǎn)生PPb量級或更大信號干擾的微粒與干擾氣體。恒流恒壓裝置104連接 到氣體過濾裝置，對經(jīng)過濾的氣體的流速和壓力進行控制。恒濕恒溫裝置106連接到恒流 恒壓裝置104，將濕度控制在對被測氣體檢測信號產(chǎn)生恒定或可以通過零點校正消除其影 響的范圍內(nèi)，并控制氣體的溫度。檢測裝置108置于恒濕恒溫裝置106內(nèi)，對氣體進行檢測。攜帶被測氣體的氣樣首先通過氣體過濾裝置102，去除可能對被測氣體檢測信號 能產(chǎn)生PPb量級或更大信號干擾的微粒與氣體，從而提高測量精度，并延長傳感器壽命。氣 體過濾裝置102可以采用具有吸附作用的活性炭、活性氧化鋁、高錳酸鉀、分子篩、以及各 種樹脂纖維等材料制成。這里需要指出的是對干擾氣體的過濾，是通過吸附來降低干擾氣 體的濃度，從而降低對檢測信號的貢獻。例如，空氣或呼出氣中的二氧化碳通常為3000ppm 或更高，對許多檢測其它氣體，例如氧化氮等的電化學(xué)傳感器會產(chǎn)生IOppb量級大小的干 擾。市場上供應(yīng)的二氧化碳吸附材料通?？梢詫⑵浣档偷絀ppm的量級或更低，從而使對傳 感器的干擾降低到低于lppb。氣體過濾裝置102的具體選用與設(shè)計將根據(jù)具體的應(yīng)用以及 傳感器的特性而定。過濾后的氣體通過由微量取樣泵140與恒流控制閥142組成的恒流恒壓裝置104。 氣體的壓力與流速的變化對檢測信號的影響表現(xiàn)在兩個方面一是通過氣體濃度服從的分 壓原理改變被測氣體的濃度，二是通過傳感器檢測服從的傳質(zhì)或擴散原理影響被測氣體的 檢測信號。在通常的環(huán)境下，它們的貢獻不到0. Ippm的信號強度，對ppm精度與下限的濃度 檢測可以不加控制，但對PPb精度與下限的檢測要求必需進行控制?？梢圆捎檬袌錾瞎?yīng) 的、主要用于色譜分析儀器中微量氣體流量與壓力控制的流動控制閥，例如kofloc氣體流 量控制閥。流量或壓力的控制范圍將根據(jù)它們對傳感器檢測信號的影響選定，必須能夠真 實反映被測氣體濃度信號，或者說使它們的影響低于要求的PPb的檢測下限與精度。例如， 后面將要列舉的PPb精度的一氧化氮(NO)氣體檢測中，流量被控制在0. 32 0. 39L/s的范 圍內(nèi)。對于呼氣檢測應(yīng)用，如果一次呼氣的量有限或難以直接通過控制閥進行恒流恒壓控 制，可在微量取樣泵140前設(shè)置一個取樣緩沖裝置144，用來聚集足夠的氣體后，再啟動微 量取樣泵140進行檢測分析。這樣的取樣緩沖裝置144可以是一個市場上供應(yīng)的取樣氣袋 或如圖2所示的機械裝置。參考圖2所示的取樣緩沖裝置144，包括單向氣動閥和彈簧，通 過單向氣動閥進入該裝置144的氣體依靠本身的壓力壓縮其中的彈簧，當(dāng)氣體容量與壓力 達到允許數(shù)值便可以通過微量取樣泵140與恒流控制閥142實現(xiàn)進一步的恒流恒壓控制。流量與壓力恒定的氣體然后進入圖3所示的恒濕恒溫裝置106，并且進行檢測。恒 濕恒溫裝置106基本可以分成恒濕部分105和恒溫部分107。水分子對幾乎所有傳感器的 作用都是重要的。在通常的檢測環(huán)境中，其濃度或濕度的變化至少產(chǎn)生對檢測信號PPb量 級的貢獻。然而與其它干擾因素，例如流量、壓力或有些干擾氣體一樣，濕度的影響有一定 的范圍。或者說在一定范圍內(nèi)，濕度對檢測信號的影響是恒定的。這種恒定的影響可以通 過零點校正加以消除。因此，恒濕的選擇就是將濕度控制在對檢測信號產(chǎn)生恒定或可以通 過零點校正消除其影響的范圍之內(nèi)。濕度的具體選擇與傳感器特性有關(guān)。通常電化學(xué)傳感器必須在保濕的條件下工作，而且在一定濕度范圍內(nèi)可能達到最佳工作狀態(tài)。對許多氣體， 氧化物或碳納米管半導(dǎo)體傳感器對濕度的影響相當(dāng)敏感，希望通過對氣體的干燥提高檢測 精度。本發(fā)明的恒濕恒溫裝置106(恒濕部分105)包括由僅與水分子作用的恒濕材料制作 的導(dǎo)管以及填充在導(dǎo)管周圍的，根據(jù)恒濕要求選定的調(diào)節(jié)氣樣濕度的介質(zhì)。首選的恒濕材 料是由僅與水分子作用的材料，例如美國PolyFuel公司生產(chǎn)的PolyFuel牌號或美國杜邦 公司生產(chǎn)的NAFION牌號的高分子膜材料制成的導(dǎo)管。該導(dǎo)管周圍填充根據(jù)恒濕要求選定 的調(diào)節(jié)氣樣濕度的介質(zhì)。當(dāng)氣體通過該導(dǎo)管時，其中的水分子將通過導(dǎo)管膜的滲透與介質(zhì) 建立一種可以控制的濕度平衡從而達到恒濕的目的。對足夠的管長，將介質(zhì)從吸濕性極強 的例如分子篩材料改變?yōu)楣裥缘睦缢?，氣體在通過導(dǎo)管一定長度后的濕度可以恒定到 0%到100%的范圍內(nèi)的任一數(shù)值。當(dāng)然這種恒濕條件的建立也與溫度和壓力有關(guān)。因此， 為了確保恒濕的精確控制，該恒濕恒溫裝置106同時提供對于恒溫的控制。溫度的控制對傳感器檢測精度是必需的。通常的傳感器本身會有一個溫度補償電 極或電路進行溫度校正。然而這種校正并不能確保氣流本身溫度的變化或與電極溫度的差 異造成的PPb量級的精度誤差。這種情況下，最好使傳感器的工作溫度與氣體的溫度一致。 為保證分析儀表的小型化，首選的恒溫方式是Peltier半導(dǎo)體恒溫器件或裝置，例如可以 采用TECl系列的恒溫片構(gòu)成的恒溫腔體。從減少檢測時間與功耗而言，希望傳感器能在等 于或高于環(huán)境的溫度下工作，而且這樣也可以采用更簡單低廉的加熱電路進行恒溫控制， 這種恒溫控制可以用于固體傳感器，例如半導(dǎo)體類型的氧化物或碳納米管傳感器。然而電 化學(xué)傳感器較高的檢測精度需要較低的工作溫度，加熱恒溫的方式在環(huán)境溫度較高的情況 下并非有效，因此最好采用同時具有升溫與降溫作用的半導(dǎo)體恒溫裝置(恒溫部分107)。 恒溫部分107與恒濕部分105可以相互交錯，即部分的恒濕部分105位于恒溫部分107之 內(nèi)，也可以由恒溫部分107完全地包括恒濕部分105。檢測裝置108置于恒濕恒溫裝置106內(nèi)，該檢測裝置108主要是電化學(xué)與金屬氧 化物或碳納米管類型的半導(dǎo)體氣體傳感器，可以是一個或多個并聯(lián)或串聯(lián)的傳感器，對一 種或多種氣體同時進行檢測。即使對一種氣體檢測，也可能需要多個傳感器。除了檢測被 測氣體的傳感器外，其它傳感器的選擇用來校正可能無法通過化學(xué)過濾器濾除的干擾氣體 的影響。應(yīng)用實施例一本例用來說明本發(fā)明如何檢測空氣中或呼氣中ppb范圍內(nèi)的一氧化氮濃度。選用 一氧化氮電化學(xué)傳感器(檢測裝置)。該傳感器雖然目前應(yīng)用于工業(yè)安全與環(huán)境中ppm范 圍內(nèi)的一氧化氮的檢測，但在實驗室內(nèi)嚴格控制無環(huán)境干擾的條件下的檢測下限與精度可 以分別達到5與2ppb。然而目前還無法直接用于實際空氣或呼氣中ppb量級的一氧化氮濃 度的檢測。主要原因就是空氣或呼氣中許多其它氣體、氣體的流量、壓力、溫度與濕度的波 動均能貢獻PPb量級的檢測信號。根據(jù)對這些因素的考慮，確定了如下描述的本發(fā)明傳感 器模塊的應(yīng)用或設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)了空氣或呼氣中PPb量級的一氧化氮濃度的檢測。首先考慮空氣或呼氣中干擾氣體對傳感器性能的影響。CO、CO2、酒精等ppm量級 的濃度對一氧化氮傳感器的檢測信號可以產(chǎn)生10到50ppb范圍內(nèi)的貢獻。因此首先讓氣 體通過高錳酸鉀等吸附材料(氣體過濾裝置)，使這些干擾氣體的濃度降低到對一氧化氮 檢測信號不到Ippb的干擾。
其次是流量范圍的選擇。所使用的傳感器被發(fā)現(xiàn)在0. 32 0. 39L/s的范圍內(nèi)對一 氧化氮的檢測可以達到最大與穩(wěn)定的的數(shù)值，因此本發(fā)明實施例中選擇了市場上供應(yīng)的國 產(chǎn)的GminiP型號的微型氣泵，18克重量，20毫米大小，并控制流量在0. 345L/s的恒定數(shù)值 (恒流恒壓裝置)。然后是濕度的選擇。所使用的傳感器被發(fā)現(xiàn)在50%到70%的濕度范圍內(nèi)對一氧 化氮的檢測可以達到最大與穩(wěn)定的數(shù)值。因此本發(fā)明選擇一定長度的NAFION管并使其密 封在一個裝有60%濕度的氣氛中使通過的氣體與之平衡，達到并穩(wěn)定在60%的濕度。最后 是溫度的選擇。為節(jié)約功耗并能滿足傳感器的精度，采用了 25°C的操作溫度，采用半導(dǎo)體致 冷片構(gòu)成的恒溫裝置，進行溫度的控制，溫度的變化不超過0. 5度(恒濕恒溫裝置)。根據(jù)上述設(shè)計的傳感器模塊對空氣以及呼氣中一氧化氮濃度進行了檢測，并同時 用稱為金標(biāo)的化學(xué)發(fā)光光譜儀進行證實。綜合對空氣與呼氣中一氧化氮的實際測量結(jié)果 可以測量的范圍為51000ppb，該范圍內(nèi)濃度與信號完全是線性的，測量的精度與分辨率可 以達到1. 5ppb。應(yīng)用實施例二本例用來說明本發(fā)明如何檢測空氣中ppb范圍內(nèi)的苯的濃度。選用的是本公司 開發(fā)的單壁碳納米管傳感器(檢測裝置)。該傳感器由鈀銥金屬修飾的碳納米管分散在鉬 金電極上構(gòu)成。在室溫下，該傳感器對干空氣中的苯的檢測的線性范圍為100 5000ppb。 對該傳感器的實驗評價表明，氣體的流速、壓力、濕度對該傳感器能夠檢測10 IOOppb苯的 濃度影響是顯著的，可以造成IOppb量級的干擾；空氣中其它氣體組分的干擾的貢獻低于 IOppb0為達到IOppb的檢測下限與精度的應(yīng)用要求，本實施例主要是確保該傳感器的使用 在盡可能干燥與氣體溫度、壓力與流速恒定的條件下進行。為此，在NAFION管周圍填充的是吸濕性極強的分子篩材料，空氣通過由此構(gòu)成的 恒濕裝置后的濕度幾乎接近0%。由于該傳感器是固體半導(dǎo)體傳感器，溫度被加熱線圈構(gòu)成 的恒溫裝置內(nèi)控制在50°C (恒濕恒溫裝置)。同時采用微量采樣泵與控制閥(恒流恒壓裝 置)控制流量為300L/min(允許10%的變化)。由此構(gòu)成的傳感器模塊對空氣中苯的檢測 表明了 10 IOOOppb線性應(yīng)答行為，檢測的下限與精度均可達到lOppb。同現(xiàn)有傳感器氣體檢測技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是設(shè)有去處干擾氣體與微粒以 及在恒壓恒流與恒溫恒濕的條件下進行傳感器氣體檢測的微型化或小型化裝置，顯著提高 了氣體傳感器實際應(yīng)用中的檢測下限與精度，后面的實施例將表明這種傳感器模塊的檢測 下限與精度可以達到l-10ppb。這種模塊并且可以直接使用到目前基于傳感器的分析檢測 儀表，而不改變這些儀表原有的小型化與便攜式的設(shè)計特點，但卻可以將它們從現(xiàn)在的需 要PPm量級氣體檢測的工業(yè)安全與環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域擴展到必須ppb量級氣體檢測的健康安 全與環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域。上述實施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟悉本領(lǐng)域的 人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本 發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最 大范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于，包括氣體過濾裝置，攜帶被測氣體的氣樣通過該氣體過濾裝置，減小氣樣中對被測氣體檢 測信號產(chǎn)生PPb量級或更大信號干擾的微粒與干擾氣體；恒流恒壓裝置，連接到氣體過濾裝置，對經(jīng)過濾的氣體的流速和壓力進行控制； 恒濕恒溫裝置，連接到恒流恒壓裝置，將濕度控制在對被測氣體檢測信號產(chǎn)生恒定或 可以通過零點校正消除其影響的范圍內(nèi)，并控制氣體的溫度； 檢測裝置，置于所述恒濕恒溫裝置內(nèi)，對氣體進行檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于，所述氣體過濾裝置通過吸附降低對被測氣體檢測信號產(chǎn)生PPb量級或更大信號干擾 的干擾氣體的濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于，包括所述氣體過濾裝置采用下列的其中之一制作具有吸附作用的活性炭、活性氧化鋁、高 錳酸鉀、分子篩、以及樹脂纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述恒流恒壓裝置包括微量取樣泵和恒流控制閥。
5.如權(quán)利要求4所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述恒流恒壓裝置還包括取樣緩沖裝置，設(shè)置于微量取樣泵之前，用于聚集氣體。
6.如權(quán)利要求5所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述取樣緩沖裝置為取樣氣袋或者具有氣動單向閥和彈簧的容器。
7.如權(quán)利要求1所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于，所述恒濕恒溫裝置包括由僅與水分子作用的恒濕材料制作的導(dǎo)管以及填充在導(dǎo)管周 圍的，根據(jù)恒濕要求選定的調(diào)節(jié)氣樣濕度的介質(zhì)，當(dāng)氣體通過該導(dǎo)管時，其中的水分子將通 過導(dǎo)管膜的滲透與介質(zhì)建立一種可以控制的濕度平衡從而實現(xiàn)恒濕。
8.如權(quán)利要求1所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述恒濕恒溫裝置使得氣體的溫度與傳感器的工作溫度一致。
9.如權(quán)利要求8所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述恒濕恒溫裝置包括同時具有升溫與降溫作用的半導(dǎo)體恒溫裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的用于檢測超低濃度氣體的傳感器，其特征在于， 所述檢測裝置為電化學(xué)與金屬氧化物或碳納米管類型的半導(dǎo)體氣體傳感器； 所述檢測裝置包括一個或多個并聯(lián)或串聯(lián)的傳感器。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于檢測超低濃度氣體的傳感器，確保傳感器對分析氣體的檢測在恒壓、恒流、恒濕、恒溫以及消除干擾氣體影響的條件下進行，從而最大程度的消除氣體流動、壓力、濕度與溫度以及氣體組成等變化因素的干擾，提高傳感器的信噪比，達到1-10ppb的檢測下限與精度。該傳感器包括氣體過濾裝置，攜帶被測氣體的氣樣通過該氣體過濾裝置，減小氣樣中對被測氣體檢測信號產(chǎn)生ppb量級或更大信號干擾的微粒與干擾氣體；恒流恒壓裝置，連接到氣體過濾裝置，對經(jīng)過濾的氣體的流速和壓力進行控制；恒濕恒溫裝置，連接到恒流恒壓裝置，將濕度控制在對被測氣體檢測信號產(chǎn)生恒定或可以通過零點校正消除其影響的范圍內(nèi)，并控制氣體的溫度；以及檢測裝置，置于恒濕恒溫裝置內(nèi)，對氣體進行檢測。
文檔編號G01N27/407GK102109487SQ20091024721
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者劉玲, 劉福霞, 謝雷, 韓杰 申請人:華瑞科學(xué)儀器(上海)有限公司