[发明专利]用于实时监测醇基燃料尾气中CO、NO2含量的气敏传感器及检测方法

说明书

本发明涉及一种用于实时监测醇基燃料尾气中CO、NO₂含量的气敏传感器及检测方法。气敏传感器包括一氧化碳传感器涂层和二氧化氮传感器涂层；其中，一氧化碳传感器涂层的原料组分包括SnO₂、In₂O₃和Ag₂O掺杂的BaTiO₃；二氧化氮传感器涂层的原料组分包括WO₃、Pt和Ru掺杂的SnO₂。本发明的气敏传感器在同一支陶瓷管表面两端分别负载CO和NO₂涂层，能够实现对醇基燃料燃烧过程中CO和NO₂两种尾气的实时监测；具有检测灵敏度高，选择性好的优点，可有效应用于不同比例混合的标准气体检测，且CO与NO₂相互无干扰；CO浓度的检测范围1.0～300ppm，NO₂浓度的检测范围2.0～100ppm。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及用于实时监测醇基燃料尾气含量的气敏传感器及检测方法。

背景技术

醇基燃料是与液化石油气相似的，一种可替代液化石油气作为民用燃料，具有来源丰富、环保、生产易得且热效率高等优势。但是由于配方及工艺问题，在实际应用当中经常伴随着燃烧不充分产生一氧化碳和二氧化氮等有毒有害气体，检测燃烧产物中一氧化碳及二氧化氮可以对醇基燃料燃烧情况进行有效监控，从而从根源上改进原料配方及燃烧工艺。现有醇基燃料燃烧尾气监测主要依靠将气体抽取到外部进行检测，无法直接在醇基燃料燃烧过程中进行实时监测，传统方法在气体转移的过程中受环境以及实验设备和实验操作人员的实验方法的影响，因尾气温度较高，与环境中气体发生反应，导致检测结果有一定偏差。因此研制醇基燃料锅炉系统捆绑式在线尾气检测仪十分必要，在线尾气检测仪最重要的部分为气敏传感器。

气敏传感器是传感器系统中一个非常重要的分支，通过气敏元件感测到周围的环境中一种或者多种的目标气体的浓度以及种类，这些目标气体的浓度和种类会使气敏元件中的电阻阻值发生一定的变化，这种变化就是传感器中电信号的变化，通过电信号进行数字模拟转化可以达到对目标气体的监控、检测、分析和报警的功能。

目前现有技术都是针对单一性气体检测的气敏传感器，气敏元件为单一涂层，缺少针对多种气体集成化的气敏传感器，但是实际状态下醇基燃料的燃烧尾气不是单一组分，而是含有多种成分，经检测其主要成分为一氧化碳和二氧化氮。基于此，针对实际状态下醇基燃料的多组分污染物，研制一种新型的能够实时监测醇基燃料燃烧尾气中多种气体的集成化气敏传感器十分必要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种用于实时监测醇基燃料尾气中CO、NO₂含量的气敏传感器及检测方法。本发明提供的气敏传感器不仅能够实现对醇基燃料燃烧过程中一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO₂)两种尾气的实时监测；而且具有检测灵敏度高，选择性好的优点，可有效应用于不同比例混合的标准气体检测，且CO与NO₂相互无干扰；其中，CO浓度的检测范围为1.0～300ppm，NO₂浓度的检测范围2.0～100ppm。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种气敏传感器，气敏传感器为同一支陶瓷管两端表面分别负载不同涂层，包括一氧化碳传感器涂层和二氧化氮传感器涂层；其中，一氧化碳传感器涂层的原料组分包括SnO₂、In₂O₃和Ag₂O掺杂的BaTiO₃；二氧化氮传感器涂层的原料组分包括WO₃、Pt和Ru掺杂的SnO₂。

优选地，一氧化碳传感器涂层的原料组分包括的制备方法，其特征在于：