專利名稱：一種基于聚合物薄膜的電子鼻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體傳感器，特別涉及一種基于聚合物薄膜的氣體傳感器，屬于氣體檢 測(cè)、監(jiān)測(cè)和氣體識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子鼻是一種模擬生物嗅覺(jué)原理的新穎仿生檢測(cè)儀器，它通過(guò)對(duì)氣體敏感的傳感器陣列 獲取氣體的信息，再與已有的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，完成對(duì)氣體的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和識(shí)別，具有 簡(jiǎn)單、快速和廉價(jià)的特點(diǎn)。石英晶體微量天平通過(guò)選擇性薄膜吸附氣體分子，導(dǎo)致諧振石英 晶片諧振頻率發(fā)生改變，通過(guò)檢測(cè)諧振頻率的改變檢測(cè)吸附氣體分子的質(zhì)量。所采用的敏感 薄膜包括含有生命物質(zhì)的生物薄膜、聚合物薄膜等。目前，最常用的制備有機(jī)薄膜的方法是 是化學(xué)溶解方法，導(dǎo)致無(wú)法精確控制薄膜的厚度和表面的均勻度，而且這樣制備方法僅適用 于可溶性的材料。薄膜的厚度和均勻度將決定傳感器的靈敏度和穩(wěn)定度，因此采用化學(xué)溶解 方法制備的基于聚合物薄膜的氣體傳感器并不穩(wěn)定，相同的氣體傳感器測(cè)試的結(jié)果并不相同， 數(shù)據(jù)庫(kù)也無(wú)法共享，不能生產(chǎn)性能優(yōu)異、測(cè)試穩(wěn)定的氣體傳感器，無(wú)法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基于聚合 物薄膜的電子鼻。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種基于聚合物薄膜的電子鼻，采用電子束散射方法在石英晶片上 沉積聚合物薄膜，可精確控制薄膜的厚度和表面的均勻度，傳感器的性能穩(wěn)定，可共享數(shù)據(jù) 庫(kù)，并具有簡(jiǎn)單、快速和廉價(jià)的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的基于聚合物薄膜的電子鼻由氣體通 管、電磁閥、過(guò)濾器、恒溫室、聚合物薄膜傳感器陣列、微型壓縮機(jī)、頻率計(jì)和計(jì)算機(jī)組成， 所述的氣體通管依次與電磁閥，過(guò)濾器，恒溫室，聚合物薄膜傳感器陣列，微型壓縮機(jī)連接， 所述的氣體通管通過(guò)電磁閥的聚合物薄膜傳感器陣列放置在恒溫室內(nèi)，通過(guò)頻率計(jì)與計(jì)算機(jī) 通訊；
一種基于聚合物薄膜的電子鼻,其特征在于所述的聚合物薄膜傳感器陣列包括幾種不同 的聚合物薄膜傳感器，可根據(jù)檢測(cè)的氣體成分組合；
一種基于聚合物薄膜的電子鼻,其特征在于所述的聚合物薄膜傳感器包括石英晶片、鍍 在石英晶片表面的電極，采用電子束散射方法沉積在外層的聚會(huì)物薄膜；
一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的電子束散射方法為采用電子束照射聚合物并驅(qū)動(dòng)聚合物氣體沉積；
一種基于聚合物薄膜的電子鼻,其特征在于所述的電磁閥具有開(kāi)通和關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)所述 的電磁閥開(kāi)通時(shí)，氣體將經(jīng)過(guò)過(guò)濾器清洗聚合物薄膜傳感器陣列，當(dāng)所述的電磁閥關(guān)閉時(shí)，氣 體直接進(jìn)入恒溫室內(nèi)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本發(fā)明基于聚合物薄膜的電子鼻 由氣體通管、電磁閥、過(guò)濾器、恒溫室、聚合物薄膜傳感器陣列、微型壓縮機(jī)、頻率計(jì)和計(jì) 算機(jī)組成，本發(fā)明采用電子束散射方法在石英晶片上沉積聚合物薄膜，可精確控制薄膜的厚 度和表面的均勻度，基于聚合物薄膜的電子鼻性能穩(wěn)定，可共享數(shù)據(jù)庫(kù)，聚合物薄膜傳感器 陣列包括幾種不同的聚合物薄膜傳感器，可根據(jù)氣體成分組合,檢測(cè)和識(shí)別多種氣體，并具有 簡(jiǎn)單、快速和廉價(jià)的特點(diǎn)。

圖1是本發(fā)明提供的基于聚合物薄膜的電子鼻檢測(cè)氣體的示意圖。 圖2是本發(fā)明提供的基于聚合物薄膜的電子鼻準(zhǔn)備和清洗的示意圖。 圖3是本發(fā)明提供的聚合物薄膜電子鼻采集氫氣的特征圖。
l-氣體通管；2-電磁閥；3-過(guò)濾器；4-恒溫室；5-聚合物薄膜傳感器陣列；6-微型壓縮機(jī)； 7-頻率計(jì)；
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖l是本發(fā)明提供的基于聚合物薄膜的電子鼻檢測(cè)氣體的示意圖， 一種基于聚合物薄膜的 電子鼻，其特征在于所述的基于聚合物薄膜的電子鼻由氣體通管、電磁閥、過(guò)濾器、恒溫
室、8個(gè)聚合物薄膜傳感器組成的陣列、微型壓縮機(jī)、頻率計(jì)和計(jì)算機(jī)組成，所述的氣體通管
依次與電磁閥，過(guò)濾器，恒溫室，聚合物薄膜傳感器陣列，微型壓縮機(jī)連接，所述的氣體通
管通過(guò)電磁闊的聚合物薄膜傳感器陣列放置在恒溫室內(nèi)，通過(guò)頻率計(jì)與計(jì)算機(jī)通訊；傳感器
置于恒溫盒內(nèi)，利用吸入式壓縮機(jī)可使空氣通過(guò)該恒溫盒。
一種基于聚合物薄膜的電子鼻,其特征在于所述的聚合物薄膜傳感器陣列包括幾種不同 的聚合物薄膜傳感器，可根據(jù)檢測(cè)的氣體成分組合。
一種基于聚合物薄膜的電子鼻,其特征在于所述的聚合物薄膜傳感器包括石英晶片、鍍 在石英晶片表面的電極，采用電子束散射方法沉積在外層的聚會(huì)物薄膜；晶體諧振頻率在
6-12MHz，頻率測(cè)量誤差小于0.01%。基于聚合物薄膜的電子鼻的主體部分是用晶體諧振器制
成的質(zhì)量敏感傳感器，具有纖薄的選擇性吸附聚合物涂層。當(dāng)傳感器周圍氣體中含有相應(yīng)物 質(zhì)時(shí)，傳感器表面吸附這些物質(zhì)，從而改變自身的共振頻率。
一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的電子束散射方法為采用電子束照射聚合物并驅(qū)動(dòng)聚合物氣體沉積。
一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的電磁閥具有開(kāi)通和關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)所述 的電磁阓開(kāi)通時(shí)，氣體將經(jīng)過(guò)過(guò)濾器清洗聚合物薄膜傳感器陣列,當(dāng)所述的電磁閥關(guān)閉時(shí)，氣 體直接進(jìn)入恒溫室內(nèi)。
圖2是本發(fā)明提供的基于聚合物薄膜的電子鼻準(zhǔn)備和清洗的示意圖，在等待狀態(tài)下，空氣 先經(jīng)過(guò)碳過(guò)濾器再通過(guò)傳感器，從而保證傳感器清潔。采集樣品時(shí)，利用電動(dòng)活門(mén)斷開(kāi)過(guò)濾 器，使所分析的氣體直接到達(dá)恒溫室。未經(jīng)過(guò)濾的空氣進(jìn)入恒溫室時(shí)，傳感器表面吸附空氣 成分，從而改變傳感器共振頻率。樣品采集結(jié)束后，空氣輸送停頓數(shù)秒，以達(dá)到平衡狀態(tài)， 然后再次輸送經(jīng)過(guò)過(guò)濾的空氣，所有8個(gè)通道同時(shí)不間斷地并行測(cè)量傳感器的共振頻率，通
過(guò)RS232接口向電腦發(fā)送信息，預(yù)熱時(shí)間不超過(guò)15分鐘，儀器可聯(lián)系工作24小時(shí)，功率小 于10W。 一種基于聚合物薄膜的電子鼻，在儀器初始化階段，需要進(jìn)行氣體成分的采集和數(shù) 據(jù)庫(kù)的建立，所建立的數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)共享。
權(quán)利要求1.一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的基于聚合物薄膜的電子鼻由氣體通管、電磁閥、過(guò)濾器、恒溫室、聚合物薄膜傳感器陣列、微型壓縮機(jī)、頻率計(jì)和計(jì)算機(jī)組成，所述的氣體通管依次與電磁閥，過(guò)濾器，恒溫室，聚合物薄膜傳感器陣列，微型壓縮機(jī)連接，所述的氣體通管通過(guò)電磁閥的聚合物薄膜傳感器陣列放置在恒溫室內(nèi)，通過(guò)頻率計(jì)與計(jì)算機(jī)通訊。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的聚合物薄膜傳 感器陣列包括幾種不同的聚合物薄膜傳感器，可根據(jù)檢測(cè)的氣體成分組合。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種基于聚合物薄膜的電子鼻，其特征在于所述的聚合物薄膜傳 感器包括石英晶片、鍍?cè)谑⒕砻娴碾姌O，采用電子束散射方法沉積在外層的聚會(huì)物薄 膜。
專利摘要一種基于聚合物薄膜的電子鼻，特別涉及一種基于聚合物薄膜的氣體傳感器，屬于氣體檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和氣體識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，基于聚合物薄膜的電子鼻由氣體通管、電磁閥、過(guò)濾器、恒溫室、聚合物薄膜傳感器陣列、微型壓縮機(jī)、頻率計(jì)和計(jì)算機(jī)組成，基于聚合物薄膜的電子鼻性能穩(wěn)定，可共享數(shù)據(jù)庫(kù)，聚合物薄膜傳感器陣列包括幾種不同的聚合物薄膜傳感器，可根據(jù)氣體成分組合，檢測(cè)和識(shí)別多種氣體，并具有簡(jiǎn)單、快速和廉價(jià)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK201364330SQ20092010841
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者鑫 張, 方岱寧, 裴永茂, 宇 谷 申請(qǐng)人:北京東寶億通科技股份有限公司;谷 宇