一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔，涉及氣敏、濕敏傳感器測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，目的在于提供一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔，用于通過(guò)有毒、腐蝕性氣體對(duì)敏感元件性能測(cè)試。包括測(cè)試腔主體和溫控模塊，測(cè)試腔主體包括腔體、與腔體適配的腔蓋，腔體側(cè)壁連接有引出線、用于輸送測(cè)試氣體的進(jìn)氣管和出氣管，引出線與設(shè)置于腔體內(nèi)的動(dòng)觸片連接，測(cè)試時(shí)動(dòng)觸片的凸點(diǎn)與放入腔體內(nèi)的待測(cè)敏感元件的電極接觸。本發(fā)明采用點(diǎn)接觸式，內(nèi)部設(shè)有動(dòng)觸片組，可同時(shí)測(cè)量多個(gè)待測(cè)敏感元件，設(shè)置溫控模塊使得測(cè)試腔內(nèi)溫度連續(xù)可調(diào)，可在多種溫度環(huán)境下進(jìn)行；且動(dòng)觸片可以隨意調(diào)節(jié)動(dòng)觸片的方向，使其適合不同電極尺寸元件的測(cè)試。
【專利說(shuō)明】一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣敏、濕敏傳感器測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔。
【背景技術(shù)】
[0002]一個(gè)人每天呼吸約15立方米空氣，每立方米空氣約重1.3公斤，相當(dāng)于一個(gè)人每天需要吸入20公斤重的空氣，這個(gè)數(shù)量是一個(gè)人每天喝水量的十多倍。近年來(lái)，隨著生產(chǎn)和生活方式的現(xiàn)代化發(fā)展，更多的工作和文娛、體育活動(dòng)都可在室內(nèi)進(jìn)行，人們平均每天有80%甚至更多的時(shí)間在室內(nèi)度過(guò)，因此室內(nèi)空氣質(zhì)量與人的生命健康有著密切的關(guān)系。
[0003]根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)估室內(nèi)空氣質(zhì)量的主要參數(shù)有二氧化硫(S02)、二氧化氮(N02)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)、氨氣(NH3)、笨(C6H6)等空氣污染物的含量；同時(shí)，室內(nèi)空氣的相對(duì)濕度(Relative Humidity)也作為評(píng)估的重要參數(shù)。在室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)中，氣體傳感器與濕度傳感器作為快速有效的分析手段，具有可實(shí)時(shí)測(cè)量、體積小、響應(yīng)快、價(jià)格低及耗能少等特點(diǎn)；同時(shí)運(yùn)用以氣體和濕度傳感器為核心器件的遙感監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。鑒于此，亟待研究和發(fā)展高靈敏度、高選擇、高穩(wěn)定、快響應(yīng)的氣體和濕度傳感器。
[0004]在氣體和濕度傳感器的研發(fā)過(guò)程中，快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、方便、安全有效地對(duì)研制的原型元件進(jìn)行敏感性能測(cè)試至關(guān)重要。一般情況下，氣敏、濕敏原型元件的性能測(cè)試不是在真實(shí)的大氣環(huán)境下進(jìn)行的，而是在性能測(cè)試腔中完成的，因此，設(shè)計(jì)并制備性能優(yōu)良的測(cè)試腔可在很大程度上推動(dòng)元件研制的順利進(jìn)行。從目前的報(bào)道來(lái)看，大多數(shù)氣敏或濕敏測(cè)試腔存在功能單一的問(wèn)題，如:不能同時(shí)對(duì)多個(gè)元件進(jìn)行測(cè)試，不能提供多種溫度測(cè)試環(huán)境，只能針對(duì)固定電極尺寸的元件進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試前需要對(duì)原型元件進(jìn)行復(fù)雜的引線封裝等。如申請(qǐng)?zhí)枮?01120561722.6的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種氣敏特性動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試室，包括上蓋、主腔體、下蓋、支架，測(cè)試室主體，所述支架上設(shè)有下蓋，所述上蓋與下蓋之間設(shè)有測(cè)試室主體,所述測(cè)試室主體的上頂面和下底面分別設(shè)有密封槽,所述測(cè)試室主體的兩側(cè)壁分別設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口分別與主腔體相通。但該測(cè)試腔不能提供多種測(cè)試溫度環(huán)境，且不具備電學(xué)連接裝置，待測(cè)敏感元件需要先引線再測(cè)試。申請(qǐng)?zhí)枮?01210566058.3的發(fā)明專利公開(kāi)了一種半導(dǎo)體微納單晶氣敏傳感器測(cè)試系統(tǒng)，將制備好的SnO2單晶納米帶場(chǎng)效應(yīng)晶體管固定在芯片底座上，單晶納米帶場(chǎng)效應(yīng)晶體管的各個(gè)電極與芯片底座上的電極相連；在IC電路板上焊接測(cè)試芯片轉(zhuǎn)換座和排針，使測(cè)試芯片轉(zhuǎn)換座的各個(gè)針孔和排針一一對(duì)應(yīng)并且導(dǎo)通；IC電路板固定在固定支架上；外接信號(hào)輸出端口和排針相連，外接信號(hào)輸出端口和固定支架固定在盲板上，將以上完成連接的組件密封固定在測(cè)試腔體中；將測(cè)試腔體分別與進(jìn)氣系統(tǒng)氣體流量監(jiān)控及組分調(diào)控單元尾氣回收系統(tǒng)以及通過(guò)外接信號(hào)輸出端口與半導(dǎo)體電學(xué)測(cè)試系統(tǒng)相連接。該系統(tǒng)只針對(duì)Sn02單晶納米帶場(chǎng)效應(yīng)管的測(cè)試，該氣敏元件在測(cè)試之前需要將電極連接在芯片底座上，然后將芯片底座安裝在具有芯片轉(zhuǎn)換座的IC電路板上，最后將IC電路板固定在測(cè)試腔內(nèi)并完成IC電路板與測(cè)試腔內(nèi)引線的連接后才能測(cè)試，操作較為復(fù)雜。鑒于此，本申請(qǐng)?jiān)趥鹘y(tǒng)測(cè)試腔的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏/濕敏測(cè)試腔。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的為提供一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，該測(cè)試腔可在較大溫度范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)多個(gè)成品或未封裝氣敏濕敏原型元件進(jìn)行性能測(cè)試，適用于多種電極尺寸，并且可用于多種有毒、腐蝕性氣體的測(cè)試。本發(fā)明可解決現(xiàn)有氣敏濕敏測(cè)試腔存在的不能同時(shí)對(duì)多個(gè)待測(cè)敏感元件進(jìn)行測(cè)試、不能提供多種溫度環(huán)境、只針對(duì)固定電極尺寸元件應(yīng)用、元件測(cè)試前需要復(fù)雜的引線封裝等問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔，其特征在于:包括測(cè)試腔主體和溫控模塊，測(cè)試腔主體包括腔體、與腔體適配的腔蓋，腔體側(cè)壁連接有引出線、用于輸送測(cè)試氣體的進(jìn)氣管和出氣管，引出線與設(shè)置于腔體內(nèi)的動(dòng)觸片連接，測(cè)試時(shí)動(dòng)觸片的凸點(diǎn)與放入腔體內(nèi)的待測(cè)敏感元件的電極接觸。
[0008]進(jìn)一步地，所述溫控模塊包括核心控制單元、溫度檢測(cè)單元、加熱單元、保護(hù)電路、鍵盤輸入電路和液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路，核心控制單元的輸入/輸出雙向端口分別與溫度控制單元、鍵盤輸入電路、液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路、加熱單元和保護(hù)電路電連接，溫度檢測(cè)單元檢測(cè)腔體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，鍵盤輸入電路設(shè)置設(shè)定溫度，將設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度傳輸至核心控制單元,核心控制單元輸出控制信號(hào)至加熱單元由加熱單元對(duì)腔體加熱,通過(guò)液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路顯示設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度；核心控制單元將設(shè)定溫度寫入保護(hù)電路內(nèi)，斷電后再次通電時(shí)核心控制單元讀取保護(hù)電路內(nèi)的設(shè)定溫度。
[0009]進(jìn)一步地，溫度檢測(cè)單元與加熱單元形成負(fù)反饋閉環(huán)控制。
[0010]進(jìn)一步地，加熱單元包括加熱元件和溫度控制電路，核心控制單元與溫度控制電路電連接，溫度控制電路與加熱元件電連接，加熱元件安裝于腔體內(nèi)，核心控制單元輸出的控制信號(hào)通過(guò)溫度控制電路輸送至加熱元件并使加熱元件工作。
[0011]進(jìn)一步地，溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器、信號(hào)處理電路，溫度傳感器安裝于腔體內(nèi)，溫度傳感器與信號(hào)處理電路電連接，信號(hào)處理電路與核心控制單元電連接，溫度傳感器檢測(cè)腔體內(nèi)的溫度，并將溫度信息通過(guò)信號(hào)處理電路輸送至核心控制單元。
[0012]進(jìn)一步地，腔體(I)內(nèi)的溫度為15°C?300°C。
[0013]進(jìn)一步地，測(cè)試氣體為水蒸氣(H2O)、氨氣(NH3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氫氣(H2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)'甲基膦酸二甲酯(DMMP)或氧氣(O2)。
[0014]進(jìn)一步地，腔蓋上與腔體接觸的表面設(shè)有密封墊片，腔體與腔蓋連接時(shí)通過(guò)密封墊片密封。
[0015]進(jìn)一步地，腔體和腔蓋的材料相同，且均為聚四氟乙烯或聚酰亞胺，密封墊片為硅膠墊片、聚四氟包襯橡膠墊片、芳綸墊片或碳纖維墊片。
[0016]進(jìn)一步地，腔體和腔蓋的材料相同，且均為不銹鋼或銅，密封墊片為硅膠墊片、聚四氟包襯橡膠墊片、芳綸墊片、碳纖維墊片、銅墊片、不銹鋼墊片或石墨墊片。
[0017]進(jìn)一步地，腔體內(nèi)部沿腔體長(zhǎng)度方向設(shè)置8?12個(gè)動(dòng)觸片。
[0018]進(jìn)一步地，動(dòng)觸片的長(zhǎng)度為4mm?12mm，動(dòng)觸片的固定孔的中心與凸點(diǎn)的中心之間的距離為2mm?1mm,凸點(diǎn)的直徑為0.5mm?3mm,相鄰兩動(dòng)觸片之間的距離為3mm?15mm,每個(gè)動(dòng)觸片可以動(dòng)觸片的固定孔的圓心為圓心旋轉(zhuǎn)0°?180°。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]一、測(cè)試腔采用點(diǎn)接觸式，內(nèi)部設(shè)有動(dòng)觸片組，可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)待測(cè)敏感元件，且不需要對(duì)原型元件進(jìn)行封裝。動(dòng)觸片不但可以壓緊元件電極，保證電學(xué)接觸的穩(wěn)定性，而且可以隨意調(diào)節(jié)動(dòng)觸片的方向，使其適合不同電極尺寸元件的測(cè)試。
[0021]二、該測(cè)試腔具有溫控模塊，使得測(cè)試腔內(nèi)溫度連續(xù)可調(diào)，使測(cè)試可在多種溫度環(huán)境下進(jìn)行。
[0022]三、測(cè)試腔主體采用耐腐蝕、耐高溫的材料制作，且密封性良好，可應(yīng)用于多種有毒、腐蝕性氣體的測(cè)試，同時(shí)滿足高溫下測(cè)試的需求。
[0023]四、測(cè)試腔內(nèi)部容積小，在配氣過(guò)程中有利于腔體內(nèi)氣體分子的快速擴(kuò)散，提高了測(cè)試精確度。
[0024]五、采用溫度控制控制算法控制測(cè)試腔內(nèi)溫度，能使溫度達(dá)到設(shè)定值后，在較精確的范圍內(nèi)保持恒定。
[0025]六、該測(cè)試腔具有液晶顯示元件，可同時(shí)顯示設(shè)定溫度值和實(shí)時(shí)溫度值，使測(cè)試人員直觀有效地了解測(cè)試腔內(nèi)部溫度情況。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏/濕敏測(cè)試腔的立體示意圖；
[0027]圖2為溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏/濕敏測(cè)試腔的俯視示意圖；
[0028]圖3為動(dòng)觸片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為動(dòng)觸片與待測(cè)敏感元件的連接示意圖；
[0030]圖5為溫度控制模塊的設(shè)計(jì)框圖；
[0031]其中，附圖標(biāo)記為:1一腔體、2—腔蓋、3—進(jìn)氣管、4一出氣管、5—密封墊片、6—螺絲孔、7—鍵盤、8—液晶顯不屏、9 一電源插孔、10 一待測(cè)敏感兀件、11 一動(dòng)觸片、12—引出線、111一固定孔、112—凸點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0033]實(shí)施例一
[0034]一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，用于氣敏元件或濕敏元件的性能測(cè)試。
[0035]該測(cè)試腔包括測(cè)試腔主體、溫控模塊。測(cè)試腔主體包括腔體和腔蓋，腔體和腔蓋共同形成密封的測(cè)試腔主體，腔體和腔蓋均由高分子聚合物材料中的聚四氟乙烯材料制成，腔體內(nèi)部空腔的長(zhǎng)度為40mm?120mm、寬度為1mm?30mm、深度為3mm?1mm,本實(shí)施例中腔體內(nèi)部空腔的深度為3mm，寬度在10mm，長(zhǎng)度為40mm，測(cè)試時(shí)腔體內(nèi)沿腔體長(zhǎng)度方向設(shè)置4?6個(gè)氣敏元件或濕敏元件。腔體和腔蓋上對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有螺紋孔，腔體和腔蓋通過(guò)螺絲擰緊。腔蓋上與腔體接觸的接觸面設(shè)有密封墊片，通過(guò)密封墊片可使腔體和腔蓋在螺絲擰緊時(shí)確保腔體的密封性，從而保證了測(cè)試的準(zhǔn)確性和安全性；當(dāng)腔體和腔蓋的材料為高分子聚合物材料時(shí)，密封墊片為耐腐蝕柔性墊片，本實(shí)施例中密封墊片的材料為聚四氟包襯橡膠墊片。腔體側(cè)壁設(shè)有引出線、進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管和出氣管均為硅膠管，所述進(jìn)氣管和出氣管均用于輸送測(cè)試氣體。測(cè)試氣體為水蒸氣(H2O)、氨氣(Mg、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氫氣(H2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)或氧氣(O2)。腔體內(nèi)部空腔內(nèi)設(shè)有動(dòng)觸片，所述動(dòng)觸片為小型動(dòng)觸片，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，動(dòng)觸片總長(zhǎng)度為4mm，動(dòng)觸片的可旋轉(zhuǎn)部分的長(zhǎng)度為2mm，該可旋轉(zhuǎn)部分是指動(dòng)觸片上固定孔的中心與凸點(diǎn)的中心之間的距離；凸點(diǎn)直徑為0.5mm ;相鄰兩動(dòng)觸片之間的距離為3mm，且動(dòng)觸片可以固定孔為圓心在0°~180°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而滿足多種電極尺寸的元件測(cè)試需求，該動(dòng)觸片一端通過(guò)動(dòng)觸片的固定孔安裝于腔體底部。該待測(cè)敏感元件有兩個(gè)電極，兩個(gè)電極之間的距離為2_，電極連接點(diǎn)寬度大于0.5_，測(cè)試時(shí)，待測(cè)敏感元件放置于腔體底部(當(dāng)然，待測(cè)敏感元件也可放置于腔體的側(cè)壁，但需在腔體側(cè)壁上相應(yīng)設(shè)置待測(cè)敏感元件的固定件，和固定在側(cè)壁上的動(dòng)觸片組)，動(dòng)觸片的凸點(diǎn)與待測(cè)敏感元件的電極接觸。本實(shí)施例中所述待測(cè)敏感元件為氣敏元件，測(cè)試時(shí)腔體內(nèi)沿腔體長(zhǎng)度方向放置5個(gè)氣敏元件、10個(gè)銅金屬動(dòng)觸片，每一個(gè)銅金屬動(dòng)觸片對(duì)應(yīng)氣敏元件中的一個(gè)電極，5個(gè)氣敏元件的10個(gè)電極與10個(gè)銅金屬動(dòng)觸片--
對(duì)應(yīng)接觸。
[0036]腔體側(cè)面嵌有溫控模塊，所述溫控模塊包括核心控制單元、溫度檢測(cè)單元、加熱單元、保護(hù)電路、鍵盤輸入電路、液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路和供電電路。核心控制單元由單片機(jī)系統(tǒng)組成，其具體的溫度控制算法采用現(xiàn)有的PID算法(PID控制即比例積分微分控制，其在過(guò)程控制中，按偏差的比例(P)、積分⑴和微分⑶進(jìn)行控制，是應(yīng)用最常見(jiàn)、最悠久的一種基本控制算法；PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成，常規(guī)連續(xù)PID控制器的表達(dá)形式為:
u(t) = Kpe(t) +τ)?τ + Kd —^―其中，Kp、K1、Kd是pid控制器可調(diào)的
，
三個(gè)參數(shù))，并對(duì)單片機(jī)的內(nèi)存進(jìn)行擴(kuò)充，以適用與PID算法的存儲(chǔ)和運(yùn)算。溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器、信號(hào)處理電路和A/D轉(zhuǎn)換器，該溫度傳感器為熱電偶溫度傳感器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，其測(cè)量范圍為15°C -300°C;信號(hào)處理電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償和線性化處理;A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。加熱單元包括采用體積小、耐腐蝕、最高加熱溫度可達(dá)250°C及以上的加熱元件和與加熱元件相應(yīng)的溫度控制電路，該加熱元件為CH-J103012型高溫陶瓷加熱片。保護(hù)電路對(duì)設(shè)定溫度值進(jìn)行掉電保護(hù)，其中保存的數(shù)據(jù)可被控制單元讀取和重新寫入，且保護(hù)電路具有鎖存設(shè)定信息的功能，防止掉電后信息丟失。鍵盤輸入電路通過(guò)對(duì)鍵盤的操作可以手動(dòng)將設(shè)定加熱溫度寫入控制單元，根據(jù)需求的不同可選用獨(dú)立式鍵盤或矩陣式鍵盤，本實(shí)施例中鍵盤輸入電路設(shè)計(jì)、采用矩陣鍵盤，具有四個(gè)按鍵，分別為電源開(kāi)關(guān)、溫度增加、溫度減小和設(shè)定完成。液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路，具有2寸液晶屏，可接收并顯示單片機(jī)系統(tǒng)傳送的設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度，核心控制單元可向液晶顯示元件寫入設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度。其中液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路的液晶顯示屏和鍵盤輸入電路的鍵盤均設(shè)置于腔體前側(cè)，電源接口設(shè)置于腔體右側(cè)，引出線設(shè)置于腔體后側(cè)。
[0037]溫度檢測(cè)單元的溫度傳感器與信號(hào)處理電路電連接，溫度傳感器檢測(cè)腔體內(nèi)的溫度，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)并輸送至信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行放大、補(bǔ)償和線性化；信號(hào)處理電路與A/D轉(zhuǎn)換器電連接，經(jīng)放大、補(bǔ)償或線性化處理后的電壓信號(hào)輸送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器與核心控制單元電連接，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸送至核心控制單元，核心控制單元相應(yīng)的做出響應(yīng)；核心控制單元的輸入/輸出雙向端口分別與加熱單元的溫度控制電路、保護(hù)電路、鍵盤輸入電路和液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路電連接，溫度控制電路與加熱元件電連接，溫度檢測(cè)單元與加熱單元形成負(fù)反饋閉環(huán)控制，溫度檢測(cè)單元檢測(cè)腔體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，鍵盤輸入電路設(shè)置設(shè)定溫度，將設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度傳輸至核心控制單元，核心控制單元輸出控制信號(hào)至加熱單元由加熱單元對(duì)腔體加熱，通過(guò)液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路顯示設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度；核心控制單元將設(shè)定溫度寫入保護(hù)電路內(nèi)，斷電后再次通電時(shí)核心控制單元讀取保護(hù)電路內(nèi)的設(shè)定溫度，核心控制單元做出的響應(yīng)輸送至溫度控制電路，溫度控制電路調(diào)整加熱元件的工作狀態(tài)，從而可使腔體內(nèi)的溫度在15°C~300°C內(nèi)可調(diào)，由于腔體放置于環(huán)境中后，腔體內(nèi)的初始溫度與環(huán)境溫度相同，均為室溫，其初始溫度為15°C~30。。。
[0038]該氣敏濕敏測(cè)試腔既可適用于動(dòng)態(tài)氣敏測(cè)試，又可適用于靜態(tài)氣敏測(cè)試。
[0039]測(cè)試時(shí)，打開(kāi)腔蓋，將待測(cè)敏感元件放置于腔體底部，其中待測(cè)敏感元件沿腔體長(zhǎng)度方向設(shè)置5個(gè)，10個(gè)動(dòng)觸片的凸點(diǎn)壓在待測(cè)敏感元件上并與待測(cè)敏感元件上的電極一一對(duì)應(yīng)接觸，關(guān)閉腔蓋使測(cè)試腔密封，通過(guò)進(jìn)氣管向腔體內(nèi)通入測(cè)試氣體，測(cè)敏感元件產(chǎn)生相應(yīng)的較為穩(wěn)定的電阻、電容或電流變化等電信號(hào)，待測(cè)敏感元件產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)引出線輸送至外部?jī)x器，通過(guò)外部?jī)x器可直觀測(cè)試出待測(cè)敏感元件的各項(xiàng)性能。
[0040]實(shí)施例二
[0041]在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，核心控制單元由單片機(jī)系統(tǒng)組成，其具體的溫度控制算法改用現(xiàn)有的Dahlin算法(Dahlin算法整個(gè)控制器的設(shè)計(jì)是基于離散化的方法，是在Z域里面設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器。這一算法的最大特點(diǎn)是將系統(tǒng)的期望閉環(huán)響應(yīng)設(shè)計(jì)為理想的一階慣性環(huán)節(jié)加純滯后環(huán)節(jié)，再通過(guò)期望的閉環(huán)響應(yīng)傳遞函數(shù)和控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型反過(guò)來(lái)求得閉環(huán)響應(yīng)的調(diào)節(jié)器。Dahlin算法的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔，其特征在于:包括測(cè)試腔主體和溫控模塊，測(cè)試腔主體包括腔體(I )、與腔體(1)適配的腔蓋(2)，腔體(1)側(cè)壁連接有引出線(12)、用于輸送測(cè)試氣體的進(jìn)氣管(3)和出氣管(4)，引出線(12)與設(shè)置于腔體(1)內(nèi)的動(dòng)觸片(11)連接，測(cè)試時(shí)動(dòng)觸片(11)的凸點(diǎn)(112)與放入腔體(1)內(nèi)的待測(cè)敏感元件(10)的電極接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:所述溫控模塊包括核心控制單元、溫度檢測(cè)單元、加熱單元、保護(hù)電路、鍵盤輸入電路和液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路，核心控制單元的輸入/輸出雙向端口分別與溫度控制單元、鍵盤輸入電路、液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路、加熱單元和保護(hù)電路電連接，溫度檢測(cè)單元檢測(cè)腔體(1)內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，鍵盤輸入電路設(shè)置設(shè)定溫度，將設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度傳輸至核心控制單元，核心控制單元輸出控制信號(hào)至加熱單元由加熱單元對(duì)腔體(1)加熱，通過(guò)液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路顯示設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)溫度；核心控制單元將設(shè)定溫度寫入保護(hù)電路內(nèi)，斷電后再次通電時(shí)核心控制單元讀取保護(hù)電路內(nèi)的設(shè)定溫度。
3.如權(quán)利要求2所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:溫度檢測(cè)單元與加熱單元形成負(fù)反饋閉環(huán)控制。
4.如權(quán)利要求2所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:加熱單元包括加熱元件和溫度控制電路，核心控制單元與溫度控制電路電連接，溫度控制電路與加熱元件電連接，加熱元件安裝于腔體(1)內(nèi)，核心控制單元輸出的控制信號(hào)通過(guò)溫度控制電路輸送至加熱元件并使加熱元件工作。
5.如權(quán)利要求2所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏、濕敏測(cè)試腔，其特征在于:溫度檢測(cè)單元包括溫度傳感器、信號(hào)處理電路，溫度傳感器安裝于腔體(1)內(nèi)，溫度傳感器與信號(hào)處理電路電連接， 信號(hào)處理電路與核心控制單元電連接，溫度傳感器檢測(cè)腔體(1)內(nèi)的溫度，并將溫度信息通過(guò)信號(hào)處理電路輸送至核心控制單元。
6.如權(quán)利要求5所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:腔體(1)內(nèi)的溫度為15°C ~300°C。
7.如權(quán)利要求1所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:測(cè)試氣體為水蒸氣(H20)、氨氣(NH3)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氫氣(H2)、二氧化碳(CO2),一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、甲烷(CH4)、甲基膦酸二甲酯(DMMP)或氧氣(02)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:腔蓋(2 )上與腔體(1)接觸的表面設(shè)有密封墊片(5 )，腔體(1)與腔蓋(2 )連接時(shí)通過(guò)密封墊片(5)密封。
9.如權(quán)利要求8所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:腔體(1)和腔蓋(2)的材料相同，且均為聚四氟乙烯或聚酰亞胺，密封墊片(5)為硅膠墊片、聚四氟包襯橡膠墊片、芳綸墊片或碳纖維墊片。
10.如權(quán)利要求8所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:腔體(1)和腔蓋(2)的材料相同，且均為不銹鋼或銅，密封墊片(5)為硅膠墊片、聚四氟包襯橡膠墊片、芳綸墊片、碳纖維墊片、銅墊片、不銹鋼墊片或石墨墊片。
11.如權(quán)利要求1所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:腔體(1)內(nèi)部沿腔體(1)長(zhǎng)度方向設(shè)置8~12個(gè)動(dòng)觸片。
12.如權(quán)利要求11所述的一種溫度連續(xù)可調(diào)型點(diǎn)接觸式氣敏濕敏測(cè)試腔，其特征在于:動(dòng)觸片(11)的長(zhǎng)度為4mnTl2mm，動(dòng)觸片(11)的固定孔(111)的中心與凸點(diǎn)(112)的中心之間 的距離為2mnTl0mm，凸點(diǎn)(112)的直徑為0.5mnT3mm，相鄰兩動(dòng)觸片(11)之間的距離為3mnTl5mm,每個(gè)動(dòng)觸片(11)可以動(dòng)觸片(11)的固定孔(111)的圓心為圓心旋轉(zhuǎn)O。~180。。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104076122SQ201410224721
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】太惠玲, 劉春華, 蔣亞?wèn)|, 徐曉穎, 謝光忠, 杜曉松 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)
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