[发明专利]一种可控湿度的静态气敏测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气敏测试装置及测量方法。

背景技术

目前，随着对材料气敏性质研究的不断深入，人们对于气敏测试装置的要求变的越来越高，气敏测试装置种类繁多，具体可分为两类：动态气敏测试装置和静态气敏测试装置。

动态气敏测试装置一般是通过质量流量控制器(MFC)分别调节被测气体与载气的流率，将两者混合后得到所需浓度的测试气体，然后令该气体不断通过含有气敏元件的容器，使用数据采集器进行数据采集并通过电脑完成数据记录和处理，最终完成气体敏感性测试(Zuquan Wu等,Sensors and Actuators B,178(2013)485–493；Seongcheol Mun等,Sensors and Actuators B,171–172(2012)1186–1191；Jian Wang等,J.Mater.Chem.,22(2012)8327–8335)。

静态气敏测试装置一般是将已知浓度的特定气体，通过注射器注入到密封的含有气敏元件的容器，使用数据采集器进行数据采集并通过电脑完成数据记录和处理，最终完成气体敏感性测试(Ganesh Kumar Mani等,Sensors and Actuators B,183(2013)459–466；Mingda Li等,Electrochimica Acta,108(2013)167–174；S.G.Pawar等,Journal of Applied Polymer Science,Vol.,125(2012)1418–1424)。

动态气敏测试装置由于要使气敏元件处在一个特定浓度的待测气体的环境下，因此需要使气体不断通过含有气敏元件的容器，而无论是待测气体还是载气，都由钢瓶提供，这就造成了大量的气体浪费，并且如果对有毒有害的待测气体处理不当还会造成环境污染。因此，相较于动态气敏测试装置，静态气敏测试装置能较好的避免这些问题。

影响气敏测试效果的因素，除最主要的气敏元件本身外，许多外界条件因素也不容忽视，最主要的两种因素是测试温度和湿度。温度之所以重要是因为一些常见的无机气敏材料对测试温度的要求较高，如果不能处在合适的测试温度，将不会对测试气体产生任何响应(Kannan Padmanathan Karthick等,J.Mater.Chem.A,2(2014)394-401；Hui Huang等,Adv.Funct.Mater.,21(2011)2680–2686)。相较于温度，湿度变化的影响更是不容忽视，如果不能够准确测定湿度和控制湿度，将会对测试结果造成巨大影响(Thibaut Sizun等,J.Mater.Chem.,22(2012)25246–25253)。然而目前无论动态还是静态气敏测试装置能够完成湿度控制的很少，并且即便能够完成，方法也都不够理想或不够简便，不易于搭建。例如( Dziubaniuk等,Sensors and Actuators B,188(2013)957–964)采用动态水鼓泡法控制湿度，方法虽然简便，但稳定性差，较难达到实验所需的特定的测试湿度；再如(Thibaut Sizun等,Talanta,97(2012)318–324)采用加湿器与温度传感器相结合的方法来控制湿度，方法较为复杂。

因此、寻求一种湿度可控、方法简便、易于搭建、成本低且稳定性好的静态气敏测试装置是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决现有气敏测试装置及方法的湿度可控性差、难于搭建、稳定性差的问题，本发明提供了一种可控湿度的静态气敏测试装置及方法。

一种可控湿度的静态气敏测试装置，它包括气体测试系统、湿度控制系统和数据采集系统，

所述的气体测试系统包括气室、气敏元件、风扇、温度计、湿度计和1号恒温装置；

数据采集系统包括数据采集器和计算机；

所述的湿度控制系统的进气口用于通入载气，湿度控制系统的出气口与气室的1号进气口通过1号气体阀门连通，气室内设有气敏元件、风扇、温度计和湿度计；风扇用于使气室的待测气体混合，

气敏元件的信号输出端与数据采集器的数据信号输入端连接，数据采集器的数据信号输出端与计算机的数据信号输入端连接，

1号恒温装置用于控制气室的温度，

气室设有2号进气口，气室的2号进气口用于通入待测气体。

所述的湿度控制系统包括湿度控制瓶、2号恒温装置、

2号恒温装置用于控制湿度控制瓶的温度，湿度控制瓶内插有进气导管和出气导管，