液（分别为丙酮溶液、丁酮溶液、环己酮溶液、二甲苯溶液、正庚烷溶液、正丁醇溶液），使丙 酮、丁酮、环己酮、二甲苯、正庚烷、正丁醇的气体，从所述试样有机溶液中自然挥发出来，并 充斥于检测室10的密闭环境中。此时，光学探针211和胆固醇液晶膜之间的距离为约Icm 左右。接着，打开光源50,使用本发明气体检测系统的检测分析单元20中所配备的光谱分 析器210,于波长400-700nm的范围进行光谱扫描，分别侦测由各不同试样有机溶液中所挥 发出来的待测气体（即丙酮、丁酮、环己酮、二甲苯、正庚烷、正丁醇）扩散渗入所述胆固醇 液晶膜过程中的经时光谱变化而得到各待测气体的经时光谱变化曲线图（参照图5~图 10)O
[0097] 接着，利用资料处理单元30,依据下式计算而得到经时螺距变化曲线图，通过经时 螺距变化曲线图求得螺距位移的起始时间（秒）、螺距增大为1. 2倍的时间（秒）、及所述 胆固醇液晶膜的失效时间（秒）
[0098] p(t)/p(0) =AL(t)/AL(〇)
[0099] 其中，入Jt)表示在时间t时的光谱频带的左侧波长，入J0)表示胆固醇液晶薄 膜初始的左侧波长。
[0100] 将上述所得到的各有机气体的螺距开始变化的时间（秒）、螺距增大为1. 2倍的时 间（秒）、胆固醇液晶膜的失效时间（秒）结果表示于表1。
[0101] 表 1
[0102]
[0103] 实施例2
[0104] 将制备例1所得到的气体感测单元1 (胆固醇液晶感测膜）置于如图2所示的本 发明的气体检测系统的检测室10中，从检测室上方针孔处注入40毫升的各试样有机溶液 (分别为20 %、30 %、40 %、50 %、60 %、70 %、80 %的丙酮溶液），使各不同浓度的丙酮的气 体，从所述试样有机溶液中自然挥发出来，并充斥于检测室10的密闭环境中。此时，光学探 针211和胆固醇液晶膜之间的距离为约Icm左右。接着，打开光源50,使用本发明气体检测 系统的检测分析单元20中所配备的光谱分析器210,分别侦测由各不同试样有机溶液中所 挥发出来的待测气体（即丙酮）渗入所述胆固醇液晶膜过程中的经时光谱变化。
[0105] 接着，利用资料处理单元30,依据所述经时光谱变化与下式计算而得到螺距位移 的起始时间（秒）及所述胆固醇液晶膜的失效时间（秒）；
[0106] p(t)/p(0) =AL(t)/AL(〇)
[0107] 其中，入Jt)表示在时间t时的光谱频带的左侧波长，入J0)表示胆固醇液晶薄 膜初始的左侧波长。
[0108] 将上述所得到的各有机气体的螺距开始变化的时间（秒）胆固醇液晶膜的失效时 间（秒）结果表示于表2。
[0109] 表 2
[0110]
[0111] 实施例3
[0112] 将制备例1所得到的气体感测单元I(胆固醇液晶感测膜）置于如图2所示的本发 明的气体检测系统的检测室10中，从检测室上方针孔处注入20毫升的待检测有机溶液，使 待测有机气体从所述待检样有机溶液中自然挥发出来，并充斥于检测室10的密闭环境中。 此时，光学探针211和胆固醇液晶膜之间的距离为约Icm左右。接着，打开光源50,使用本 发明气体检测系统的检测分析单元20中所配备的光谱分析器210,侦测由待检测有机溶液 中所挥发出来的待测气体渗入所述胆固醇液晶膜过程中的经时光谱变化曲线图。
[0113] 接着，利用资料处理单元30,并依据下式计算而得到经时螺距变化曲线图；依据 所述光谱变化曲线图、经时螺距变化曲线图求得螺距明显位移的开始时间（秒）及所述胆 固醇液晶膜的失效时间（秒）；
[0114] p(t)/p(0) =AL(t)/AL(〇)
[0115] 其中，\(t)表示在时间t时的光谱频带的左侧波长，\(0)表示胆固醇液晶薄 膜初始的左侧波长。
[0116] 依据上述所得到的待测有机气体的螺距开始变化的时间为215秒、螺距增大为 1.2倍的时间为865秒、胆固醇液晶膜的失效时间为923秒，对照表1可知待测有机气体为 正庚烷。
[0117] 实施例4
[0118] 将与实施例3进行相同操作，经由利用资料处理单元30求得螺距明显位移的开始 时间（秒）及所述胆固醇液晶膜确认溶液中所含的有机气体为丙酮的待测有机溶液A(以 下称为「丙酮待检测溶液），进一步稀释特定倍数，然进行与实施例2同样的操作与分析，结 果得到待测有机气体的螺距开始变化的时间为17分30秒、胆固醇液晶膜的失效时间为20 分30秒，对照表2可推知待检测溶液中含有约30%的丙酮。
[0119] 上述表1、表2所示的结果，可以确认利用本发明的气体感测单元、气体检测系统 及气体检测方法，可得到待测气体渗入所述胆固醇液晶膜过程中的经时光谱变化曲线图； 并据以求得螺距开始变化时间、螺距增大特定倍数的时间、胆固醇液晶膜的失效时间，能够 快速检测、判断与鉴别所述待测气体的种类等特性，且也能够求出所述待测气体在环境中 所存在的量。
[0120] 以上，虽然是基于具体的实施例详细地说明本发明了，然而所述等是用以具体地 说明本发明而已，本发明不限定于此而已，只要是具有所述领域中的通常知识者都可以明 白：在本发明的技术的思想内的变形及改良的可能性。
[0121] 本发明的单纯的变形或变更中的任一者都属于本发明的领域，而且本发明的具体 的保护范围通过附加的专利申范围而变得明确化了。
【主权项】
1. 一气体感测单元，其特征在于，包括： 一透明基板； 一配向膜，其配置于所述透明基板之上；及 一胆固醇液晶膜，其配置于所述配向膜之上，并能够为待测气体所渗入。2. 如权利要求1所述的气体检测单元，其特征在于，胆固醇液晶膜是能够与待测气体 发生作用。3. -种气体检测系统，其特征在于，包括： 一气体检测单元，其配置有一透明基板、配置于所述透明基板上的一配向膜、及配置于 所述配向膜上的一胆固醇液晶膜； 一检测室，其可容置待测气体及具有至少可放置所述气体检测单的空间； 一检测分析单元，其至少包括一光谱分析器，其用以侦测待测气体渗入所述胆固醇液 晶膜过程中的光谱变化曲线图；及 一资料处理单元，其能够依据所述经时光谱变化曲线图而得到螺距开始变化时间、螺 距增大特定倍数的时间、胆固醇液晶膜的失效时间中的至少一者；并据以判断与鉴别所述 待测气体的特性。4. 如权利要求3所述的气体检测系统，其特征在于，可依据所述经时光谱变化而进一 步依据下式计算而得到所述胆固醇液晶膜的螺距变化量； p(t)/p(0) =AL(t)/AL(〇) 其中，P表示胆固醇液晶膜的螺距；AJt)表示在时间t时的光谱频带左侧波长； 入JO)表示初始的左侧波长。5. 如权利要求3所述的气体检测系统，其特征在于，至少能够鉴别含有选自于由丙酮、 丁酮、环己酮、二甲苯、正庚烷及其组合构成群组中的至少一者的待测气体。6. -种气体检测方法，其特征在于，包括： 提供一待测气体于一检测室，所述检测室配置有一透明基板、一配置于所述透明基板 上的配向膜、及一配置于所述配向膜上的胆固醇液晶膜，并可容置待测气体； 侦测所述待测气体渗入所述胆固醇液晶膜过程中的经时光谱变化曲线图； 依据所述经时光谱变化曲线图，通过运算而得到螺距开始变化时间、螺距增大特定倍 数的时间、胆固醇液晶膜的失效时间中的至少一者；及 依据所述螺距开始变化时间、螺距增大特定倍数的时间、及/或胆固醇液晶膜的失效 时间，来判断及鉴别所述待测气体的特性。7. 如权利要求6所述的气体检测方法，其特征在于，可依据所述经时光谱变化而进一 步依据下式计算而得到所述胆固醇液晶膜的螺距变化量； p(t)/p(0) =AL(t)/AL(〇) 其中，P表示胆固醇液晶膜的螺距，AJt)表示在时间t时的光谱频带左侧波长；AJO) 表示初始的左侧波长。8. 如权利要求6所述的气体检测方法，其特征在于，至少能够鉴别含有选自于由丙酮、 丁酮、环己酮、二甲苯、正庚烷及其组合所构成群组中的至少一者的待测气体。
【专利摘要】一种气体检测系统，其是包括一气体检测单元，其配置有一透明基板、配置于所述透明基板上的一配向膜、及配置于所述配向膜上的一胆固醇液晶膜；一检测室，其可容置待测气体及具有至少可放置所述气体检测单元的空间；一检测分析单元，其至少包括一光谱分析器，其用以侦测待测气体渗入所述胆固醇液晶膜过程中的经时光谱变化；及一资料处理单元，其能够依据所述经时光谱变化而得到暂态光谱响应、螺距变化、光谱红移现象及所述胆固醇液晶膜的失效时间中的至少一者；并据以判断与鉴别所述待测气体的特性。
【IPC分类】G01N21/25
【公开号】CN105223138
【申请号】CN201410248200
【发明人】黄素真, 俞晓吟, 谢承杰, 刘冠宏
【申请人】联合大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月5日