一種外部控溫型智能氣敏分析裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于氣敏分析系統(tǒng)領域，特別涉及一種外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特點是可實現(xiàn)對材料氣敏特性的直接分析，擺脫了材料氣敏特性研究對傳感器件的依賴。發(fā)明所述的外部控溫型氣敏分析裝置包括測試平臺(1)、氣室(2)、控制系統(tǒng)(3)、冷卻水循環(huán)箱(4)、真空泵(5)、動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)及測試軟件(7)，測試平臺(1)內(nèi)部包括控溫裝置(11)、探針調(diào)節(jié)裝置(12)、液體蒸發(fā)器(13)、風扇(14)、照明(15)、真空計(16)、抽真空通道(17)、氣路(18)和溫濕度傳感器(19)；所述控溫裝置(11)包括樣品測試臺(111)、內(nèi)埋的加熱(112)、溫度傳感器(113)以及加熱(112)周圍包覆的水冷保護系統(tǒng)(114)，可直接對測試樣品進行外部控溫；所述探針調(diào)節(jié)裝置(12)包括調(diào)節(jié)支架(121)和彈性探針(122)，通過調(diào)整調(diào)節(jié)支架(121)可調(diào)節(jié)彈性探針(122)與測試樣品的接觸點。
【專利說明】
一種外部控溫型智能氣敏分析裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于氣敏分析裝置領域，特別涉及一種外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特點是可實現(xiàn)對材料氣敏特性的直接分析，擺脫了材料氣敏特性研究對傳感器件的依賴。
【背景技術】
[0002]氣體傳感器在環(huán)境、工業(yè)、食品、交通、國防等領域都有重要的應用價值，自發(fā)現(xiàn)起就引起了人們的廣泛興趣。目前市場上最常用的氣體傳感器是基于半導體氧化物材料制作成旁熱式傳感器件，這類傳感器的優(yōu)點是穩(wěn)定性高、一致性好，但是也存在著選擇性差、工作溫度高、靈敏度低、檢測限低等缺陷，需要研究新材料彌補其不足。近年來，隨著對材料科學研究的深入，出現(xiàn)了有機半導體、共軛聚合物、碳材料(包括納米管、石墨烯)等新型的氣敏材料。傳統(tǒng)的氣敏材料研究需要將材料制成上述旁熱式器件，即將材料研磨調(diào)和成漿料后涂覆到陶瓷管上，然后再焊接到底座上，最后從陶瓷管芯穿入用于給器件供熱的加熱絲并焊接，待器件制作完成后才可使用相應的設備分析其氣敏特性。這種方式不僅操作復雜，還具有一定的局限性，特別是不能用于薄膜型的材料和粘附性差且不易燒結的氣敏材料的特性研究。
[0003]半導體加工工藝特別是硅器件的發(fā)展使平面型器件在氣體傳感器領域得到應用，這類器件能夠解決新型材料的器件化問題，但是需要使用多層襯底制作器件，在襯底上需同時集成測量電極、加熱電極和測溫電極以同時實現(xiàn)測量和控溫，通常這種多層襯底制作的工藝復雜、成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術方案中旁熱式氣體傳感器在材料研究的局限性，同時降低開發(fā)平面型氣體傳感器的成本，本發(fā)明提供了一種外部控溫型的氣敏分析裝置，該系統(tǒng)使用探針直接連接被測材料以測量材料的氣敏特性，操作簡單、方便快捷。
[0005]本發(fā)明所述的外部控溫型的氣敏分析裝置主要優(yōu)點是采用外部控溫的方式，通過控溫裝置直接對襯底進行加熱，加熱溫度可控，無需在襯底上制作加熱電極和測溫電極，節(jié)約了成本；使用探針連接材料及測量電路，每次測量只需更換襯底并調(diào)節(jié)探針位置，省去了傳統(tǒng)器件需要焊接的過程，也避免了陶瓷管型器件往往需要研磨和再次焙燒的過程，不會破壞材料的形貌和結構，而且測試樣品的規(guī)格大小可靈活設計，無論是自支撐的薄膜、塊體材料，還是生長或者組裝在平面襯底上的材料，或是直接涂覆或沉積到襯底上的材料均可直接測試；測量模式可選，測量全程無需換擋，系統(tǒng)軟件同步讀數(shù)，數(shù)值可表示出多種靈敏度模式，直觀便捷；支持靜態(tài)配氣、動態(tài)配氣、不同壓強下的氣敏測試，靈活方便、適用面廣。
[0006]本發(fā)明所述的外部控溫型氣敏分析裝置包括測試平臺(1)、氣室(2)、控制系統(tǒng)
(3)、冷卻水循環(huán)箱(4)、真空栗(5)、動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)及測試軟件(7)等部分。
[0007]本發(fā)明所述的測試平臺⑴內(nèi)部包括控溫裝置(11)、探針調(diào)節(jié)裝置(12)、液體蒸發(fā)器(13)、風扇(14)、照明(15)、真空計(16)、抽真空通道(17)、氣路(18)、溫濕度傳感器 (19)。
[0008]本發(fā)明所述的控溫裝置(11)由樣品測試臺(111)、內(nèi)埋的加熱絲(112)、溫度傳感器(113)以及加熱絲(112)周圍包覆的水冷保護系統(tǒng)(114)組成，樣品測試臺(111)為不銹鋼或者陶瓷材質(zhì)，外部為一直徑1mm?100mm，用于測試時放置樣品并控制樣品工作溫度。加熱絲(112)在施加一定的加熱電流后能夠提供熱量，溫度傳感器(113)為之提供反饋，實時調(diào)整加熱電流，水冷保護系統(tǒng)(114)外部連接冷卻水循環(huán)箱(4)為系統(tǒng)提供水冷保護，輔助調(diào)節(jié)溫度并保護其他部件。探針調(diào)節(jié)裝置(12)包括調(diào)節(jié)支架(121)和彈性探針(122)兩部分，調(diào)節(jié)支架(121)為金屬材質(zhì)，可實現(xiàn)探針的X-Y-Z三向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度0.0Olmm?0.1mm，調(diào)節(jié)總距Imm?20mm，用于控制探針與材料之間的接觸位置；彈性探針(122)有粗細不同的尖頭、平頭、梅花頭等多種型號，外部鍍金，接觸電阻極小、耐腐蝕性好，探針的彈性端直接接觸測試樣品，另一端相連測量電極。
[0009]本發(fā)明所述的測試樣品可以是有固定形狀能夠直接用彈性探針(122)接觸的薄膜、塊體材料，也可以是有電極襯底支撐的粉體、薄膜、孔狀、塊體材料。插指狀的電極襯底(8)是最常用的電極襯底，其襯底材質(zhì)多為陶瓷和硅，插指狀電極為Au或Ag-Pd材質(zhì)，通常每個襯底上包含有兩對以上的電極，電極長度Imm?50mm，寬度0.0lmm?10mm，厚度
0.0lmm?1mm，間距寬度0.0lmm?10mm。使用插指狀的電極襯底⑶制作測試樣品時，只需將彈性探針(122)壓在襯底兩端的金屬襯墊上。
[0010]本發(fā)明所述的氣室(2)為不銹鋼材質(zhì)，圓柱或者圓錐型，體積IL?50L，可通過翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸(21)與測試平臺形成封閉或敞開的測試環(huán)境，以便為氣體傳感器提供反應的氣氛。氣室(2)上設置有注氣孔(22)、注液孔(23)、器件觀察窗(24)和液體蒸發(fā)器觀察窗
(25)，可支持靜態(tài)下的氣體和液體配氣。其中，注氣孔(22)為氣體配氣注入孔，注液孔(23)與液體蒸發(fā)器(13)位置對應，可用注射器或微量進樣器注入液體，并可由液體蒸發(fā)器觀察窗(25)查看液體注入和揮發(fā)情況。氣室(2)與測試平臺(I)銜接的接口處為凹型設計并安裝了密封圈，密封性很好，極限真空度可達I X 10 3Pa,可支持強壓為2 X 15Pa封閉氣室(2)后，可連接動態(tài)配氣系統(tǒng)進行動態(tài)配氣，所配制氣的氣體將從氣路(18)進入。動態(tài)配氣系統(tǒng)如果結合由真空栗(5)、真空計(16)、抽真空通道(17)等構成的真空系統(tǒng)還可支持不同壓強下的動態(tài)配氣。此外，系統(tǒng)還設置有風扇(14)、照明(15)和器件觀察窗(23)方便混氣和觀察器件。
[0011]本發(fā)明所述的主控制系統(tǒng)(3)內(nèi)部包含電阻測量模塊(31)、電壓測量模塊(32)、電流測量模塊(33)、加熱電流控制模塊(34)、總控制模塊(35)、通信管理模塊(36)、電源模塊(37)。其中，電阻測量模塊(31)、電壓測量模塊(32)和電流測量模塊(33)由多組取樣電阻構成，可起到分阻、分壓或者分流的作用，分別支持電阻、電壓和電流三種測試模式，且測量范圍寬，電阻模式可測范圍是0.001 Ω?8000ΜΩ，電壓測量模式可測范圍是I μ V?IV，電流測量模式可測范圍是± IfA?± 100mA，測量全程連續(xù)無需換擋，特別是能夠滿足一些測量范圍非常寬的復合材料的測試要求。加熱電流控制模塊(34)可提供加熱絲(112)的加熱溫度，并根據(jù)溫度傳感器(113)反饋的信息自動調(diào)節(jié)加熱溫度的大小，調(diào)節(jié)精度1°C，加溫速度約5°C /s，降溫速度約3°C /S。總控制模塊(35)外部連接觸摸控制屏(38)，并通過通信管理模塊(36)執(zhí)行觸摸控制屏(38)的指令，可在觸摸控制屏上設置控溫裝置(11)的目標溫度(381)、液體蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度(383)，實時監(jiān)測控溫裝置(11)的當前溫度(382)、環(huán)境溫度(384)、環(huán)境濕度(385)、環(huán)境壓強(386)。電源管理模塊(37)用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為各個模塊所需的工作電壓，其開啟和關閉由前面板的電源開關控制。
[0012]本發(fā)明所述的冷卻水循環(huán)箱⑷為水冷保護系統(tǒng)(114)提供5°C?25°C的循環(huán)水，使系統(tǒng)的加熱區(qū)域僅為控溫裝置(11)這一小片區(qū)域。
[0013]本發(fā)明所述的真空栗(5)可快速抽取氣室(2)內(nèi)的氣體并較長時間保持在一定的壓強下，配合動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)可進行一定壓強下的氣敏特性分析。
[0014]本發(fā)明所述的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)用于精確配置氣體，為材料研究提供準確的氣氛。
[0015]本發(fā)明所述的上位機軟件(7)可根據(jù)通信管理模塊(36)提供的信息，選擇測量模式，以曲線和數(shù)據(jù)兩種形式記錄測試結果，表示為不同靈敏度類型(如電阻型可表示為Rg、Rg/Ra、Ra/Rg、| Ra-Rg | /Ra等)，計算響應-恢復時間，并記錄測試的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、器件工作溫度等參數(shù)。
【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置結構圖。
[0017]圖2:本發(fā)明所述的測試平臺俯視圖。
[0018]圖3:本發(fā)明所述的控溫裝置結構圖。
[0019]圖4:本發(fā)明所述的氣室結構圖。
[0020]圖5:本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)結構框圖。
[0021]圖6:本發(fā)明所述的觸摸控制屏布局圖。
[0022]圖7:本發(fā)明所述的目標溫度與樣品測試臺實際工作溫度的對應曲線。
[0023]圖8:本發(fā)明所述的插指狀電極襯底的典型圖形。
[0024]圖9:本發(fā)明所述的電阻測量模式的典型結果。
[0025]圖10:本發(fā)明所述的電壓測量模式的典型結果。
[0026]圖11:本發(fā)明所述的電流測量模式的典型結果。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，各部分名稱為:測試平臺(I)、氣室(2)、控制系統(tǒng)(3)、冷卻水循環(huán)箱
(4)、真空栗(5)、動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)及測試軟件裝置(7)。探針調(diào)節(jié)裝置(12)包括調(diào)節(jié)支架(121)和彈性探針(122)兩部分。真空栗氣流由角閥(161)控制，動態(tài)配氣氣流由混氣閥(181)控制。
[0028]如圖2所示，測試平臺⑴內(nèi)部包括控溫裝置(11)、探針調(diào)節(jié)裝置(12)、液體蒸發(fā)器(13)、風扇(14)、照明(15)、真空計(16)、抽真空通道(17)、氣路(18)、溫濕度傳感器
(19)。
[0029]如圖3所示，控溫裝置(11)由樣品測試臺(111)、內(nèi)埋的加熱絲(112)、溫度傳感器(113)以及加熱絲(112)周圍包覆的水冷保護系統(tǒng)(114)組成。
[0030]如圖4所示，氣室⑵可通過翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸(21)與測試平臺⑴形成封閉或敞開的測試環(huán)境。氣室(2)上設置有注氣孔(22)、注液孔(23)、器件觀察窗(24)和液體蒸發(fā)器觀察窗(25)。
[0031]如圖5所示，控制系統(tǒng)(3)內(nèi)部包括電阻測量模塊(31)、電壓測量模塊(32)、電流測量模塊(33)、加熱電流控制模塊(34)、總控制模塊(35)、通信管理模塊(36)、電源模塊(37)，外部設有觸摸控制屏(38)。
[0032]如圖6所示，觸摸控制屏(38)上設置目標溫度(381)與樣品測試臺(111)實際工作溫度近似呈線性關系，目標溫度(381)的可控范圍是室溫?700°C，對應的不銹鋼材質(zhì)的樣品測試臺(111)可實際的溫控范圍是室溫?500°C。
[0033]如圖7所示觸摸控制屏包括目標溫度(381)、當前溫度(382)、蒸發(fā)溫度(383)，環(huán)境溫度(384)、環(huán)境濕度(385)、環(huán)境壓強(386)。
[0034]如圖8所示的一種典型的插指狀電極襯底(8)的版圖。
[0035]如圖9所示的電阻測量模式的典型結果。
[0036]如圖10所示的電壓測量模式的典型結果。
[0037]如圖11所示的電流測量模式的典型結果。
[0038]下面結合上述附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步說明:選用PHILIPSLPC214x ARM7微處理器作為總控制模塊(35);北京艾立特科技有限公司R121芯片組為電阻測量模塊(31)主芯片、北京艾立特科技有限公司V212芯片組為電壓測量模塊(32)主芯片、北京艾立特科技有限公司1120芯片組為電流測量模塊(33)主芯片，松下電子G310芯片組為電源模塊(37)主芯片，繪制PCB電路板，將各芯片與取樣電阻、以及其他相關器件焊接至電路板；
[0039]總控制模塊(35)與觸摸控制屏(38)對接，實現(xiàn)在觸摸控制屏(38)上設置目標溫度(381)、蒸發(fā)溫度(383)，實時監(jiān)測當前溫度(382)、環(huán)境溫度(384)、環(huán)境濕度(385)、和環(huán)境壓強(386)。
[0040]實施例1
[0041]本實施例使用北京中聚科技有限公司CZ-16型Ce-doped ZnO粉末作為測試樣品，以提供上述氣敏分析裝置用于氣敏特性分析的具體方法。
[0042]方法一是不同壓強下的動態(tài)配氣測試方法，其步驟如下:
[0043]1、樣品制備方法:將樣品與電阻率為18.0MQcm 1的去離子水混合成漿料，涂覆在電極襯底⑶的插指狀電極部分，然后在60°C下烘干。
[0044]2、參閱圖1和2，將制備好的樣品放置在樣品測試臺(111)上，使用調(diào)節(jié)支架
(121)調(diào)節(jié)彈性探針(122)的位置，確保探針與被測樣品的接觸良好。
[0045]3、連接好電路并開啟測試系統(tǒng)，在觸摸控制屏(38)上設置測試樣品的工作溫度，可設置的溫度范圍為25?700°C，并穩(wěn)定一段時間。
[0046]4、打開角閥(161)，開真空栗開關抽真空，查看觸摸屏上環(huán)境壓強(386)數(shù)值，待氣箱內(nèi)氣壓達到一定值后，關閉角閥，以保持真空度，本發(fā)明的極限真空度:1X10 1Pa,極限真空抽速:I X 15Pa —1X10 1Pa (7分鐘)，真空保持度:I X 10 1Pa?20Pa (50分鐘)。
[0047]5、開啟測試軟件裝置(7)，選擇測量模式，有電阻、電壓、電流三種模式可選，各模式的測量范圍分別是0.001 Ω?8000ΜΩ、1μν?IV、±lfA?± 100mA，測量全程無需換擋，測量結果包括圖形和數(shù)據(jù)兩種形式。以電阻測量模式為例，選擇電阻測量模式后，測試軟件的操作界面將自動顯示電阻變化的數(shù)值。
[0048]6、打開混氣閥(181)，通入背景氣體，常用的背景氣體有純凈空氣、氮氣等，本實施例以氮氣為例，待氣箱內(nèi)氣壓達到目標氣壓后可關閉混氣閥，也可一直通氣，本發(fā)明支持的氣壓范圍是1X10 1Pa?2X 15Pa,待測試軟件的操作界面顯示的測試樣品在背景氣體中的電阻值(Ra)基本達到穩(wěn)定后，可關閉混氣閥(181)。
[0049]7、再次打開角閥(161)，重復步驟4中的操作，然后關閉角閥(161)，打開混氣閥(181)，從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中通入目標氣體，本發(fā)明使用的動態(tài)配氣系統(tǒng)可支持ppb至ppt級的多種氣體配氣，本實施例以50ppm的H2S為例，待測試軟件的操作界面顯示的測試樣品在目標氣體中的電阻值(Rg)基本達到穩(wěn)定后，可關閉混氣閥(181)。
[0050]8、重復步驟4中的操作，然后關閉角閥(161)，打開混氣閥(181)，從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中再次通入背景氣體，以檢測測試樣品在背景氣體中的恢復情況。至測試電阻再次穩(wěn)定，可停止測試。
[0051]9、在“靈敏度曲線”處選擇靈敏度的表示形式，以電阻測量模式為例，測試的電阻值Rg可直接換算成Ra/Rg、Rg/Ra和| Ra-Rg |/Ra等形式，最后可將數(shù)據(jù)存儲為txt或xls格式，圖8為工作溫度在250°C時，測試樣品對50ppm的H2S的測試結果。
[0052]方法二是常壓強下的動態(tài)配氣測試方法，其步驟與方法一不同的是:
[0053]1、測試時始終關閉角閥(161)，即操作中不使用真空系統(tǒng)。
[0054]2、測試時，打開混氣閥(181)，首先從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中通入背景氣體，待測試樣品的電阻值穩(wěn)定后再通入目標氣體直至電阻值再次穩(wěn)定，最后再次通入背景氣體至測試樣品的電阻值穩(wěn)定，完成一個循環(huán)的測試。
[0055]方法三是常壓下靜態(tài)配氣方式的測試方法，其步驟與方法一不同的是:
[0056]1、測試時無需抽真空和動態(tài)配氣，始終關閉角閥(161)和混氣閥(181)。
[0057]2、如果使用氣體氣源配氣，可直接用注射器或者取樣器量取一定量的氣體，通過注氣孔注入到氣室中；如果使用液體氣源配氣，需要使用液體蒸發(fā)器(13)，并且在蒸發(fā)溫度(383)上直接設置液體蒸發(fā)溫度，對于難以揮發(fā)的蒸汽，還需要打開控制系統(tǒng)(3)前面板上的風扇(14)控制開關。
[0058]實施例2
[0059]本實施例使用北京艾立特科技有限公司YSZ-103型Y-doped ZrO2薄膜作為測試樣品，以提供上述氣敏分析裝置用于氣敏特性分析的具體方法。
[0060]本實施例同時支持上述三種測試方法，與實施例1不同的是:
[0061]1、測試樣品為在硅片上制作的薄膜，薄膜兩點各有一個磁控濺射制作的Pt電極，因此無需使用其他襯底，測試時只需用探針壓在Pt電極上即可。
[0062]2、測試模式改為電壓測試模式。圖9給出了動態(tài)配氣下400°C對1ppm NO的典型測試結果。
[0063]實施例3
[0064]本實施例使用北京中聚科技有限公司PW-115型胃03納米管作為測試樣品，以提供上述氣敏分析裝置用于氣敏特性分析的具體方法。
[0065]本實施例同時支持上述三種測試方法，與實施例1不同的是:
[0066]1、測試模式改為電流測試模式。圖10給出了 200°C時測試樣品對靜態(tài)配置的10ppm乙醇的測試結果。
【主權項】
1.一種外部控溫型智能氣敏分析裝置，包括測試平臺(I)、氣室(2)、控制系統(tǒng)(3)、冷卻水循環(huán)箱(4)、真空栗(5)、動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)及測試軟件(7)裝置，其特征在于:測試平臺(I)內(nèi)部包括控溫裝置(11)、探針調(diào)節(jié)裝置(12)、液體蒸發(fā)器(13)、風扇(14)、照明(15)、真空計(16)、抽真空通道(17)、氣路(18)和溫濕度傳感器(19);所述控溫裝置(11)包括樣品測試臺(111)、內(nèi)埋的加熱絲(112)、溫度傳感器(113)以及加熱絲(112)周圍包覆的水冷保護系統(tǒng)(114)，可直接對測試樣品進行外部控溫；所述探針調(diào)節(jié)裝置(12)包括調(diào)節(jié)支架(121)和彈性探針(122)，通過調(diào)整調(diào)節(jié)支架(121)可調(diào)節(jié)彈性探針(122)與測試樣品的接觸點。2.根據(jù)權利要求1所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:樣品測試臺(111)為不銹鋼或者陶瓷材質(zhì)，外部直徑1mm?500mm，用于測試時放置樣品并控制樣品工作溫度，加熱絲(112)在施加一定的加熱電流后能夠提供熱量，溫度傳感器(113)為之提供反饋，實時調(diào)整加熱電流，水冷保護系統(tǒng)(114)外部連接冷卻水循環(huán)箱(4)提供水冷保護和輔助溫度調(diào)節(jié)。3.根據(jù)權利要求1所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:調(diào)節(jié)支架(121)為金屬材質(zhì)，可實現(xiàn)探針的X-Y-Z三向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)精度0.0Olmm?0.1mm,調(diào)節(jié)總距Imm?20_，用于控制探針與材料之間的接觸位置；彈性探針(122)的彈性端直接接觸測試樣品，另一端相連測量電極。4.根據(jù)權利要求1所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:氣室(2)為不銹鋼材質(zhì)，圓柱或者圓錐型，體積IL?50L，通過翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸(21)與測試平臺(I)形成封閉或敞開的測試環(huán)境，氣室(2)與測試平臺(I)銜接的接口處為凹型設計并安裝密封圈(26)。5.根據(jù)權利要求1或4所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:測試平臺(I)與氣室(2)相結合，可支持靜態(tài)配氣以及不同壓強下的動態(tài)配氣；其中，靜態(tài)配氣包括氣體稀釋配氣和液體蒸發(fā)配氣，氣體稀釋配氣從注氣孔(22)注入一定體積的氣體；液體蒸發(fā)配氣從注液孔(23)注入到液體蒸發(fā)器(13)，蒸發(fā)器的加熱溫度通過觸摸控制屏(38)上的蒸發(fā)溫度(383)設置；動態(tài)配氣包括測試平臺(I)連接動態(tài)配氣系統(tǒng)￠)，在開啟混氣閥(181)后，氣體將從氣路(18)進入氣室；真空系統(tǒng)包括真空栗(5)、真空計(16)、抽真空通道(17)和角閥(161)，可對封閉的氣室進行抽真空處理并保持一定的真空度，在使用動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)通氣后，通過觸摸控制屏(38)顯示的環(huán)境壓強(386)鎖定測試樣品工作時的氣壓，從而支持不同壓強下的動態(tài)配氣測試。6.根據(jù)權利要求1所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:控制系統(tǒng)(3)內(nèi)部包含電阻測量模塊(31)、電壓測量模塊(32)、電流測量模塊(33)、加熱電流控制模塊(34)、總控制模塊(35)、通信管理模塊(36)、和電源模塊(37)。7.根據(jù)權利要求6所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:電阻測量模塊(31)、電壓測量模塊(32)和電流測量模塊(33)由多組取樣電阻構成，可起到分阻、分壓或者分流的作用，分別支持電阻、電壓和電流三種測試模式。8.根據(jù)權利要求6所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:加熱電流控制模塊(34)提供加熱絲(112)的加熱溫度，并根據(jù)溫度傳感器(113)反饋的信息自動調(diào)節(jié)加熱溫度的大小。9.根據(jù)權利要求6所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置，其特征在于:總控制模塊(35)外部連接觸摸控制屏(38)，并通過通信管理模塊(36)執(zhí)行觸摸控制屏(38)的指令，在觸摸控制屏上設置控溫裝置(11)的目標溫度(381)、液體蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度(383)，實時監(jiān)測控溫裝置(11)的當前溫度(382)環(huán)境溫度(384)、環(huán)境濕度(385)、和環(huán)境氣壓(386)。10.根據(jù)權利要求1-9任一項所述的外部控溫型智能氣敏分析裝置的測試方法，其特征在于:包括:將樣品與電阻率為18.0MQcm 1的去離子水混合成漿料，涂覆在電極襯底(8)的插指狀電極部分，然后烘干；將制備好的樣品放置在樣品測試臺(111)上，使用調(diào)節(jié)支架(121)調(diào)節(jié)彈性探針(122)的位置，確保探針與被測樣品的接觸良好；設置被測樣品的工作溫度，并穩(wěn)定一段時間；打開角閥(161)，開真空栗開關抽真空，待氣箱內(nèi)氣壓達到一定值后，關閉角閥，以保持真空度；開啟測試軟件裝置(7)，選擇測量模式，測量結果包括圖形和數(shù)據(jù)兩種形式；打開混氣閥(181)，通入背景氣體，待氣箱內(nèi)氣壓達到目標氣壓后關閉混氣閥；再次打開角閥(161)，開真空栗開關抽真空，待氣箱內(nèi)氣壓達到一定值后，關閉角閥，以保持真空度，然后打開混氣閥(181)，從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中通入目標氣體；再次打開角閥(161)，開真空栗開關抽真空，待氣箱內(nèi)氣壓達到一定值后，關閉角閥，以保持真空度，然后打開混氣閥(181)，從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中再次通入背景氣體，以檢測被測樣品在背景氣體中的恢復情況，至測試電阻再次穩(wěn)定，停止測試。11.根據(jù)權利要求10所述的測試方法，其特征在于:測試時始終關閉角閥(161)，測試時，打開混氣閥(181)，首先從連接的動態(tài)配氣系統(tǒng)(6)中通入背景氣體，待測試樣品的電阻值穩(wěn)定后再通入目標氣體直至電阻值再次穩(wěn)定，最后再次通入背景氣體至被測樣品的電阻值穩(wěn)定，完成一個循環(huán)的測試。12.根據(jù)權利要求10所述的測試方法，其特征在于:測試時無需抽真空和動態(tài)配氣，始終關閉角閥(161)和混氣閥(181);使用氣體氣源配氣或液體氣源配氣。
【文檔編號】G01N33/00GK105988490SQ201510464190
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年8月3日
【發(fā)明人】徐冬梅, 漆奇, 曹峰
【申請人】北京艾立特科技有限公司