比色型气敏传感器响应测量装置及方法

本发明涉及气体传感分析，具体涉及一种比色型气敏传感器响应测量装置及方法。

背景技术：

1、气敏传感器可对某种目标气体进行定性或定量分析，已经在环境监测、食品安全、疾病诊断等领域得到了广泛应用，比如通过监测环境中h2s(硫化氢)的浓度可以预警h2s有毒气体富集，通过检测真空包装内o2的含量可以推断包装的泄露及预测包装内食品的品质状态。气敏传感器根据原理主要有电化学气敏、半导体气敏、光学气敏等。电化学气敏、半导体气敏是通过气敏材料与目标气体相互作用引起电信号的变化实现目标气体探测，其响应测量分析可以根据电阻、电流等电信号在响应前后的变化得出。而光学比色型气敏传感器与气体响应后会引起气敏材料光谱吸收、外观颜色等光学性能的变化，光谱吸收测量需要精密光学仪器，而外观颜色大多为离线测量，即在密封环境内响应后，立即取出进行颜色参数的测量，离线测量精准度大大折扣，因此，开发适用于比色型气敏传感器件在线响应测量的装置对于比色型气敏传感器件研究领域具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种比色型气敏传感器响应测量装置，实现比色型气敏传感器件在线响应测量。

2、根据本发明实施例的第一方面，提供一种比色型气敏传感器响应测量装置，包括气体产生瓶、响应室、图像采集装置、气体收集瓶和图像处理设备，所述气体产生瓶与所述响应室通过导气管连通，所述气体收集瓶采用另一导气管与所述响应室连通，两个所述导气管上分别设有气阀，所述响应室顶部具有安装比色型气敏传感器响薄膜样品的透明盖板，所述图像采集装置位于所述响应室的正上方以在薄膜样品探测响应气体时透过所述盖板实时获取薄膜样品的图像，并将图像传输至所述图像处理设备。

3、在一些示例中，所述响应室顶部开口具有承载所述盖板的凸缘，所述盖板与所述凸缘之间具有橡胶垫片，所述盖板与所述凸缘通过螺栓紧固实现所述响应室的密封。

4、在一些示例中，所述盖板朝向所述响应室腔体的一面具有放置比色型气敏传感器薄膜样品的支架。

5、在一些示例中，所述响应室为透明有机玻璃材质。

6、根据本发明实施例的第二方面，提供一种利用所述的比色型气敏传感器响应测量装置对比色型气敏传感器响应进行测量的方法，包括：

7、s1.将薄膜样品放在所述响应室的所述盖板上；

8、s2.调整所述图像采集装置的显微镜，确保从所述显微镜中能清晰地观察到图像；

9、s3.通过进样器向所述气体产生瓶内注入用于产生响应气体的分析试样，待所述气体产生瓶的响应气体浓度稳定后，打开所述气体产生瓶和所述响应室之间的所述导气管上的所述气阀，使响应气体进入到所述响应室内；

10、s4.通过所述图像采集装置与所述图像处理设备对响应过程中薄膜样品的实时图像进行采集和分析；

11、s5.响应结束后，打开所述气体收集瓶和所述响应室之间的所述导气管上的所述阀门，采用溶液吸收法将响应气体回收至所述气体收集瓶。

12、本发明的有益效果在于：本发明涉及的零部件可以利用现有产品或经过简单加工即可得到，具有简单易组装的特点，适合在实验室使用，同时这种在线测量方法克服了离线测量造成的不及时不准确的缺陷；由于大部分响应气体为需要监测的有害气体，本发明也设计了响应气体收集瓶，可以将有害气体进行回收处理，不会造成实验室环境污染。

技术特征：

1.一种比色型气敏传感器响应测量装置，其特征在于，包括气体产生瓶、响应室、图像采集装置、气体收集瓶和图像处理设备，所述气体产生瓶与所述响应室通过导气管连通，所述气体收集瓶采用另一导气管与所述响应室连通，两个所述导气管上分别设有气阀，所述响应室顶部具有安装比色型气敏传感器响薄膜样品的透明盖板，所述图像采集装置位于所述响应室的正上方以在薄膜样品探测响应气体时透过所述盖板实时获取薄膜样品的图像，并将图像传输至所述图像处理设备。

2.根据权利要求1所述的比色型气敏传感器响应测量装置，其特征在于，所述响应室顶部开口具有承载所述盖板的凸缘，所述盖板与所述凸缘之间具有橡胶垫片，所述盖板与所述凸缘通过螺栓紧固实现所述响应室的密封。

3.根据权利要求2所述的比色型气敏传感器响应测量装置，其特征在于，所述盖板朝向所述响应室腔体的一面具有放置比色型气敏传感器薄膜样品的支架。

4.根据权利要求3所述的比色型气敏传感器响应测量装置，其特征在于，所述响应室为透明有机玻璃材质。

5.一种利用权利要求1～4任一项所述的比色型气敏传感器响应测量装置对比色型气敏传感器响应进行测量的方法，其特征在于，包括：

技术总结
一种比色型气敏传感器响应测量装置及方法，所述装置包括气体产生瓶(1)、响应室(2)、图像采集装置(3)、气体收集瓶(4)和图像处理设备(5)，气体产生瓶与响应室通过导气管(21)连通，气体收集瓶采用另一导气管(22)与响应室连通，两个导气管上分别设有气阀，响应室顶部具有安装比色型气敏传感器响薄膜样品的透明盖板(23)，图像采集装置位于响应室的正上方以在薄膜样品探测响应气体时实时获取薄膜样品的图像，并将图像传输至所述图像处理设备。利用所述的装置对比色型气敏传感器响应进行测量的方法简单易行，能够实现传感器件在线响应测量。本发明的零部件可以利用现有产品或经过简单加工得到，整个装置具有简单易组装的特点。

技术研发人员：黄少云,李金丽,田学军,陈良哲,邓亚峰
受保护的技术使用者：荆楚理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12