[发明专利]一种硫化氢的检测装置及方法

说明书

本发明提出了一种硫化氢的检测装置及方法，用于提高检测的灵敏度和检测装置的响应速度，硫化氢检测的方法实施步骤为：首先，在待测环境外由电源、与电阻相连的场效应管型传感器和信号调理单元得到数字电压初值信号并由控制器存储；其次，在待测环境中由电源、与电阻相连的场效应管型传感器和信号调理单元得到数字电压信号并输出；然后，控制器利用数字电压初值信号、数字电压信号、待测环境的温度和压强计算硫化氢浓度；最后，控制器判断硫化氢浓度值是否小于参考浓度值，若是，控制器控制显示器显示硫化氢浓度，否则控制器控制显示器显示硫化氢浓度值，同时控制报警器报警。本发明的灵敏度较高，响应速度较快，可用于硫化氢气体浓度的检测。

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，涉及一种硫化氢的检测装置及方法，可用于硫化氢气体浓度的检测。

背景技术

硫化氢是一种无色易燃的酸性气体，对人体有着严重的危害，能够破坏血红蛋白，抑制嗅觉神经。一般健康人群可接受的浓度在20～100ppb，而一旦大于250ppm便会致死。目前，牛皮纸浆厂，炼油厂，制药厂，下水处理厂，人造纤维厂等各类工厂都会排放硫化氢气体，致使硫化氢气体成为了一种常见的大气污染物。

目前，硫化氢气体检测装置依据其所应用的传感器类型可以分为：光谱式，电化学式和半导体电阻式。其中，光谱式是用氢氧化钠-丙三醇溶液吸收大气中硫化氢气体然后在溶液中加入荧光试剂，根据荧光强度的变化量求出大气中硫化氢的浓度，该类装置灵敏度高，但价格昂贵，响应时间长，不能实现硫化氢现场连续监测。电化学式一般包含工作电极、参比电极和对电极，其工作原理是：利用工作电极催化分解扩散进传感器内部的硫化氢气体，获得电子，电子流向对电极，形成电流回路，然后根据电流变化量求出硫化氢的浓度，该类装置能够实现硫化氢气体浓度的连续监测，但是存在响应时间长，残余电流较大且易受温度、PH值影响等诸多问题。

半导体电阻式硫化氢气体检测装置，是通过检测暴露在环境中的气敏半导体由于吸附硫化氢分子引起的电性能变化来检测硫化氢气体的浓度。当气敏半导体表面吸附有硫化氢分子时，其与硫化氢分子之间会发生电荷传递，从而改变气敏半导体的电性能，且其改变量与气敏半导体表面吸附的硫化氢分子数目成正比，从而能够通过测量气敏半导体电性能的变化量来实现环境中硫化氢气体浓度的检测。从中可以看出，该类装置的检测灵敏度与气敏半导体对硫化氢分子的吸附能力以及气敏半导体暴露在环境中的表面积大小有关，响应速度主要取决于气敏半导体的电性能改变速度，即取决于气敏半导体与硫化氢分子之间的电荷传递速率。例如申请公布号为CN 106645311 A，名称为“一种硫化氢在线检测装置”的专利申请，公开了一种硫化氢在线检测装置，该检测装置包括微处理器、与微处理器相连的数据采集装置、数据显示装置、用户终端和硫化氢气体传感器，其中，数据采集装置用于收集环境中的被检测气体并将气体传输至硫化氢气体传感器，然后硫化氢气体传感器在被测气体环境中产生检测信号，该检测信号经过微处理器处理后被显示在数据显示装置的屏幕上。该发明公布的硫化氢在线检测装置能够通过测量金属电极与二氧化锡薄膜的接触电阻变化量来检测硫化氢气体浓度，从而实时监测环境中的硫化氢气体浓度，且具有良好的灵敏度。但是由于该发明硫化氢传感器采用的是外面包裹有掺杂二氧化锡薄膜的金属电极，掺杂二氧化锡薄膜对硫化氢气体的吸附能力较弱，同时，这种传感器结构使掺杂二氧化锡薄膜暴露在环境中的表面积较小，从而导致该硫化氢检测装置的灵敏度低；并且掺杂二氧化锡薄膜内部的载流子迁移率较低，导致其与硫化氢分子之间电荷的传递速率较低，进而导致该硫化氢检测装置的响应速度较低。因此，设计制造具有较高灵敏度，较快响应速度的硫化氢气体检测装置显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种硫化氢的检测装置及方法，用于提高检测的灵敏度和检测装置的响应速度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种硫化氢的检测装置，包括电源1、传感器2、信号调理单元3和控制单元4，其中：

所述电源1，用于给传感器2、信号调理单元3和控制单元4供电；