[发明专利]一种基于石英晶体微天平的动态气体检测装置

说明书

本发明公开了一种基于石英晶体微天平的动态气体检测装置，包括空气过滤器、吹扫气体进气管道、电磁三通阀、样气进气管道、锥形橡胶堵头、驱动器、微型气泵、连接气管、石英晶体微天平气体检测室、单向排气阀、石英晶体微天平气体检测电路底板、气室连接板和控制器，进气、进样管道内设有空气过滤器，非工作状态下进气、进样管道口设有锥形橡胶堵头；电磁三通阀、微型气泵通过连接气管连接并配合工作，微型气泵通过驱动器与控制器连接，使用时通过控制器控制驱动器使微型气泵可按设定速度抽取气体送至石英晶体微天平气体检测室，实现先抽取吹扫气体清扫气体检测室，后抽取样本气体进行检测的功能，同时，气体通过检测室的单向排气阀排出。本发明不仅解决了气源不便供应的问题，而且该检测装置体积小、易携带、送气速度可调，可实时实地动态检测。

技术领域

本发明涉及传感检测技术领域，特别涉及一种基于石英晶体微天平的动态气体检测装置。

背景技术

石英晶体微天平（QCM）是一种基于压电效应的微量物质检测与分析技术，具有高灵敏度、可实时检测等特点，可进行纳克级的质量检测，适合微量气体的检测。

在利用QCM对气体进行检测的研究中，大多采用静态检测技术。其中多数研究采用纯净氮气作为气体检测室的清扫气体，纯净氮气储存条件严格，作为清扫气源存在携带不方便问题；其次，被检测气体大多为预先收集且采用手动推送进气，无法维持稳定的进气速度、达到实时实地动态检测。

发明内容

本发明目的在于克服上述不足，提出一种基于石英晶体微天平的动态气体检测装置，本发明不仅实现了气源便利供应，而且该检测装置体积小、易携带、送气速度可调，可实时实地动态检测。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于石英晶体微天平的动态气体检测装置，包括空气过滤器、吹扫气体进气管道、电磁三通阀、样气进气管道、锥形橡胶堵头、驱动器、微型气泵、连接气管、石英晶体微天平气体检测室、单向排气阀、石英晶体微天平气体检测电路底板、气室连接板和控制器，进气、进样管道口设有空气过滤器，在非工作状态下进气、进样管道管口设有锥形橡胶堵头，进气、进样管道分别与电磁三通阀的两进气阀口相连；微型气泵的进气接口通过连接气管与电磁三通阀的排气接口相连，排气接口通过连接气管将气体输送至石英晶体微天平气体检测室，再通过检测室的单向排气阀排出。微型气泵通过驱动器与控制器连接，使用时控制器通过PWM输出控制驱动器使微型气泵按设定速度完成抽气、送气工作；且将电磁三通阀接入控制系统，由控制器统一控制。电磁三通阀通、断电时，两路阀门开闭状态相反，微型气泵工作，实现先抽取空气清扫气体检测室，后抽取样本气体进行检测的功能。

所述的石英晶体气体检测室采用“钟”形，整体呈上端小、下端大的特征。上端作为进气口，下端与气室连接板相配合固定在石英晶体微天平气体检测电路底板上。选用该形状可提高气室内气体均匀性，确保气体清扫及检测过程中与石英晶体充分接触。

所述的石英晶体微天平气体检测室，包括多路QCM传感器阵列和温湿度模块。

所述的气室连接板内壁设有螺纹段，底端开有凹槽设有橡胶圈，通过螺纹连接的方式与气室下端紧密配合，确保气密性。

所述的吹扫气体包括但不限于空气。

采用上述技术方案的本发明的有益效果为。

采用电磁三通阀控制进气与进样之间互不干扰各自独立工作；并通过控制器实现对电磁三通阀以及微型气泵的统一控制。气室选用“钟”形，提高了气体清扫以及检测过程中与石英晶体接触的均匀性；选用空气作为吹扫气体，解决了气源不便供应问题；配合微型气泵工作，可根本不同场景的需求实时实地抽取环境样本气体进行检测，简化预先收集这一步骤。该检测装置体积小、易携带、送气速度可调，具有动态检测功能。

附图说明

图1为本发明基于石英晶体微天平的动态气体检测装置结构示意图。