专利名称：适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置与测试系统的制作方法
技术领域：
适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置与测试系统技术领域[0001]本实用新型属于气敏传感器检测技术领域，特别是一种适于液体样品直接进、排样的气敏信号采集装置。
背景技术：
[0002]在食品、农产品、化工制品(如香精香料等)等产品质量的检测应用领域中中，通常利用气敏信号进行分析，推动了不同功能的各种检测仪器(如电子鼻)不断出现和更新换代。但现有的已商业化的检测仪器主要采用顶空取样模式工作，且检测阵列固定不变，致使产生如下主要问题。[0003]( I)取样操作繁琐，设备结构复杂[0004]顶空取样需附带气体微量泵或固相微萃等取样装置，这就需要在仪器结构设计上增设气体样品的接受部件，导致结构设计复杂化。另外，顶空过程需要一定的时间，且顶空条件往往需严格控制，使取样操作繁琐。[0005](2)取样量准确性不能保证[0006]顶空气体具有可压缩性，环境温湿度、顶空容器容量、取样时间以及具体的取样设备都会影响到取样量或浓度上的差异，其准确性难以保证。[0007](3)检测对象范围受到限制[0008]实际上，不同检测对象都有其对应的最佳阵列，而这种最佳或次佳阵列受限于初始阵列的规模与其组成的传感器类型。因此，固定初始阵列的应用范围必定受到限制。[0009]综上所述，现有检测仪器不仅取样复杂、操作不便，而且不具有通用性与灵活性， 故不利于研究探索与教学示范。实用新型内容[0010]本实用新型的目的是提供一种液体样品气敏检测信号采集装置及测试系统，用于解决现有检测仪器取样复杂、操作不便的问题。[0011]本实用新型的方案是一种液体样品气敏信号采集装置，包括一个测试容器，测试容器具有轴向竖向的柱形的测试空间，测试容器的顶部设有用于液体样品进出的进排样口，进排样口与所述测试空间连通；测试空间内设有与所述测试空间横截面平行的环形支板，环形支板中开设有与所述进排样口对应的内孔，环形支板上均匀布设有至少三个传感器座；所述采集装置还包括封闭所述进排样口、以密封所述测试空间的封盖。[0012]所述环形支板架设于所述测试容器内壁的环形台阶上。所述封盖与所述测试容器内壁面锥面配合。所述环形支板上压盖有用于保障样品挥发物聚留于环形支板至测试空间底部的空间内的支板盖。[0013]本实用新型还提供一种液体样品气敏信号测试系统，由采集装置、气敏传感器及实验分析装置构成；包括一个测试容器，测试容器具有轴向竖向的柱形的测试空间，测试容器的顶部设有用于液体样品进出的进排样口，进排样口与所述测试空间连通；测试空间内设有与所述测试空间横截面平行的环形支板，环形支板中开设有与所述进排样口对应的内孔，环形支板上均匀布设有至少三个传感器座；所述采集装置还包括封闭所述进排样口、以密封所述测试空间的封盖；所述气敏传感器对应安装在所述传感器座上；所述实验分析装置包括数据采集测试电路和与数据采集测试电路通讯连接的计算机，气敏传感器的信号输出端连接到所述数据采集测试电路。[0014]所述环形支板架设于所述测试容器内壁的环形台阶上。所述封盖与所述测试容器内壁面锥面配合。所述环形支板上压盖有用于保障样品挥发物聚留于环形支板至测试空间底部的空间内的支板盖。[0015]本实用新型的进排样口是同一开口，所以实现样本直接进、排样，操作方法极为简单，一般试验人员即可操作。[0016]环形支板上的传感器安装的数量、类型可以任意布置，如果布置温湿度传感器，不仅可用于考察气敏传感器对样品的激励性能，以获取较为合适的初始阵列，又可研究环境温、湿度对检测结果的影响与补偿等方面内容，是一个适用性广、功能多的测试试验装置。[0017]该采集装置用于鉴别液体样品的种类和质量，还适于传感器激励特性的考察与研究、针对性的传感器阵列构造以及环境温湿度影响补偿等方面的研究，非常适用科学研究与教学。
[0018]图I是采集装置的结构图；[0019]图2是环形支板结构图；[0020]图3是测试系统结构图；[0021]图4是一个样品判断示例。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。[0023]采集装置实施例[0024]如图I、图2，一种适用于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置，包括一个具有圆柱形(也可以为其他柱形)的测试空间的测试容器3，测试容器3的顶部设有用于液体样品进排样的开口，开口方向与圆柱形的测试空间同轴；测试空间内设有与测试空间横截面平行的环形支板6，环形支板6上均匀分别多个安装孔，每个安装孔能够布置一个传感器座7，每个传感器座7安装一个传感器8，传感器8的类型和数量可根据情况自由选择。环形支板6架设于测试容器5内壁的环形台阶上，测试容器3开口处设有封闭开口的封盖4， 封盖4与测试容器内壁面锥面配合。环形支板3上压盖有用于保障样品挥发物聚留于环形支板至测试空间底部的空间内的支板盖5。环形支板6内孔作为直接进、排样通道使用。为了使样本容易通过支板放置于测试空间底部，支板环形内孔的直径设计为130_。测量容器采用无挥发物材料的圆柱形设计(如不锈钢圆柱体)，测试空间为1L。[0025]测试系统实施例[0026]如图3，测试系统包括采集装置(采集装置不再赘述)、传感器阵列和实验分析装置，传感器阵列是由不同的气敏传感器组合而成。为了使采集装置具有较大的应用范围，选用的金属氧化物型TGS8系列的气敏传感器是分立的。在支板6上还可以安装温、湿度传感器，以记录检测过程中测试空间温、湿度的变化情况。[0027]实验分析装置包括数据采集测试电路2和与数据采集测试电路通讯连接的计算机1，传感器8的信号输出端连接到数据采集测试电路2。[0028]信号采集可采用为动态信号采集，为高速多路循环采集数据模式。采集软件包含首通道选择、末通道选择、采集数据个数设置、采样时间间隔设置、数据文件命名、采集执行、数据保存等功能。[0029]由于选用最常用的TGS8系列金属氧化物气敏传感器，因此测试电路进行了统一设计测量回路的工作电压为10V，传感器工作的加热电压为5V，各传感器的负载电阻均为 4K Ω，温、湿度传感器的测试工作电压与气敏传感器相同为10V，所有传感器的电压信号由 16通道的高速、高精度AD装置进行数据采集。[0030]如鉴别假酒，经过对一些TGS8些列的气敏传感器对该酒品样本的激励情况考察，确定了初始气敏传感器阵列有14个传感器构成，即TGS800、TGS812、TGS813、TGS816、 TGS821、TGS822、TGS824、TGS825、TGS826、TGS830、TGS831、TGS832、TGS842、TGS880，外加两个温、湿度传感器。该实例的具体测量过程是，传感器阵列经过恢复后，首先在采集软件的工作界面上设置首通道为0，末通道为15，即16个传感器信号全部测量，采集间隔时间为 Is、采集数据个数为900个，即相当于总采集时间为900s，当数据要保存的文件名输入后， 取5ml的样本至表面皿内，将表面皿经顶口、支板内孔直接放入测量室中，紧接着盖上支板盖和锥面封盖，点击工作界面上的“开始采集”按钮，进行数据采集。当采集数据个数等于 900时，采集完成，点击“数据保存”按钮以保存所采集的数据，以便后续分析。最后，打开锥面封盖与支板盖，取出样本，传感器阵列进行15min的自然复原，复原后便可进行下一个样本的测试。本实例中真酒做了 20个样本(圆圈表示)，假酒做了 50个样本(方块表示)，对每个样本的每个气敏传感器测量数据提取小波能量为特征值，并进行主成分分析后认为真假酒品可以很好地被鉴别开来，如图4所示为某种酒品的真假鉴别结果。
权利要求1.适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置，其特征在于，包括一个测试容器，测试容器具有轴向竖向的柱形的测试空间，测试容器的顶部设有用于液体样品进出的进排样口，进排样口与所述测试空间连通；测试空间内设有与所述测试空间横截面平行的环形支板，环形支板中开设有与所述进排样口对应的内孔，环形支板上均匀布设有至少三个传感器座；所述采集装置还包括封闭所述进排样口、以密封所述测试空间的封盖。
2.根据权利要求I所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置，其特征在于，所述环形支板架设于所述测试容器内壁的环形台阶上。
3.根据权利要求I所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置，其特征在于，所述封盖与所述测试容器内壁面锥面配合。
4.根据权利要求2所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置，其特征在于，所述环形支板上压盖有用于保障样品挥发物聚留于环形支板至测试空间底部的空间内的支板盖。
5.适于液体样品直接进排样的气敏信号测试系统，其特征在于，由采集装置、气敏传感器及实验分析装置构成；包括一个测试容器，测试容器具有轴向竖向的柱形的测试空间，测试容器的顶部设有用于液体样品进出的进排样口，进排样口与所述测试空间连通；测试空间内设有与所述测试空间横截面平行的环形支板，环形支板中开设有与所述进排样口对应的内孔，环形支板上均匀布设有至少三个传感器座；所述采集装置还包括封闭所述进排样口、以密封所述测试空间的封盖；所述气敏传感器对应安装在所述传感器座上；所述实验分析装置包括数据采集测试电路和与数据采集测试电路通讯连接的计算机，气敏传感器的信号输出端连接到所述数据采集测试电路。
6.根据权利要求5所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号测试系统，其特征在于，所述环形支板架设于所述测试容器内壁的环形台阶上。
7.根据权利要求5所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号测试系统，其特征在于，所述封盖与所述测试容器内壁面锥面配合。
8.根据权利要求6所述的适于液体样品直接进排样的气敏信号测试系统，其特征在于，所述环形支板上压盖有用于保障样品挥发物聚留于环形支板至测试空间底部的空间内的支板盖。
专利摘要本实用新型涉及一种适于液体样品直接进排样的气敏信号采集装置与测试系统，采集装置包括一个测试容器，测试容器具有轴向竖向的柱形的测试空间，测试容器的顶部设有用于液体样品进出的进排样口，进排样口与所述测试空间连通；测试空间内设有与所述测试空间横截面平行的环形支板，环形支板中开设有与所述进排样口对应的内孔，环形支板上均匀布设有至少三个传感器座；所述采集装置还包括封闭所述进排样口、以密封所述测试空间的封盖。采集装置用于鉴别液体样品的种类和质量，还适于传感器激励特性的考察与研究、针对性的传感器阵列构造以及环境温湿度影响补偿等方面的研究，非常适用科学研究与教学。
文档编号G01N27/12GK202735292SQ201220351449
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者殷勇, 于慧春, 刘红俊, 张仲欣 申请人:河南科技大学