一种基于电容的气体传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种基于电容的气体传感器，包括腔壁、进气口、出气口、透光孔、第一极板、弹性部、第二极板，腔壁围成封闭腔室，第一极板固定在腔室内部的腔壁侧面上，弹性部固定在第一极板上，第二极板固定在弹性部上，第一极板和第二极板与外电路联通，腔室内去除第一极板、弹性部和第二极板的空间构成探测腔室，进气口和出气口设置在探测腔室所在的腔壁侧面上，透光孔设置在探测腔室所在的腔壁顶面上。本发明专利技术具有气体探测灵敏度高的优点。另外，本发明专利技术是基于传统电学的，设备简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电容的气体传感器
本专利技术涉及气体检测领域，具体涉及一种基于电容的气体传感器。
技术介绍
气体检测，特别是具有选择性的气体检测技术在医疗和工业领域有着重要的应用。基于光声效应的气体检测技术具有选择性强的优点，在气体传感领域具有很好的前景。但是，现有基于光声效应的气体传感器的探测灵敏度低。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种基于电容的气体传感器，包括腔壁、进气口、出气口、透光孔、第一极板、弹性部、第二极板，腔壁围成封闭腔室，第一极板固定在腔室内部的腔壁侧面上，弹性部固定在第一极板上，第二极板固定在弹性部上，第一极板和第二极板与外电路联通，腔室内去除第一极板、弹性部和第二极板的空间构成探测腔室，进气口和出气口设置在探测腔室所在的腔壁侧面上，透光孔设置在探测腔室所在的腔壁顶面上。更进一步地，第二极板的材料为金、银、铜。更进一步地，第二极板的材料为石墨烯。更进一步地，还包括贵金属颗粒，贵金属颗粒固定在第二极板上探测腔室一侧。更进一步地，弹性部内设有空腔。更进一步地，弹性部的高度小于腔室的高度。更进一步地，第二极板的高度小于腔室的高度。更进一步地，第一极板的材料金、银、铜。更进一步地，探测腔室内设有多孔散射材料。更进一步地，多孔散射材料为二氧化钛或二氧化锆。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于电容的气体传感器，包括腔壁、进气口、出气口、透光孔、第一极板、弹性部、第二极板，腔壁围成封闭腔室，第一极板固定在腔室内部的腔壁侧面上，弹性部固定在第一极板上，第二极板固定在弹性部上，第一极板和第二极板与外电路联通，腔室内去除第一极板、弹性部和第二极板的空间构成探测腔室，进气口和出气口设置在探测腔室所在的腔壁侧面上，透光孔设置在探测腔室所在的腔壁顶面上。应用时，应用外电路测量第一极板和第二极板之间的电容。待测气体经过进气口进入探测腔室。通过透光孔，应用周期性激光照射探测腔室内的待测气体。待测气体分子吸收特定波长的光，并产生热量，从而使得探测腔室内的压强周期性增加，在探测腔室内形成气流，气流作用到第二极板上，第二极板挤压弹性部，从而改变了第二极板与第一极板之间的距离，从而改变了第一极板与第二极板之间的电容，通过测量该电容的变化，确定待测气体浓度。检测完毕后，待测气体经过出气口排出探测腔室。因为电容器的电容显著地依赖于两极板之间的距离，所以本专利技术具有气体探测灵敏度高的优点。另外，本专利技术是基于传统电学的，设备简单，成本低。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是一种基于电容的气体传感器的示意图。图2是又一种基于电容的气体传感器的示意图。图3是再一种基于电容的气体传感器的示意图。图中：1、腔壁；2、进气口；3、出气口；4、透光孔；5、第一极板；6、弹性部；7、第二极板；8、探测腔室；9、贵金属颗粒；10、空腔。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1本专利技术提供了一种基于电容的气体传感器，如图1所示，包括腔壁1、进气口2、出气口3、透光孔4、第一极板5、弹性部6、第二极板7。腔壁1围成封闭腔室。第一极板5固定在腔室内部的腔壁1侧面上。第一极板5的材料为金、银、铜。弹性部6固定在第一极板5上。弹性部6的材料为弹性、绝缘材料。第二极板7固定在弹性部6上。第二极板7的材料为金、银、铜。也就是说，在腔室内，从腔壁1的侧面向内，依次设置第一极板5、弹性部6、第二极板7。第一极板5和第二极板7与外电路联通，用以测量第一极板5和第二极板7之间的电容。腔室内去除第一极板5、弹性部6和第二极板7的空间构成探测腔室8。进气口2和出气口3设置在探测腔室8所在的腔壁1侧面上。透光孔4设置在探测腔室8所在的腔壁1顶面上。也就是说，第一极板5、弹性部6和第二极板7不能阻挡进气口2、出气口3和透光孔4。应用时，应用外电路测量第一极板5和第二极板7之间的电容。待测气体经过进气口2进入探测腔室8。通过透光孔4，应用周期性激光照射探测腔室8内的待测气体。待测气体分子吸收特定波长的光，并产生热量，从而使得探测腔室8内的压强周期性增加，在探测腔室8内形成气流，气流作用到第二极板7上，第二极板7挤压弹性部6，从而改变了第二极板7与第一极板5之间的距离，从而改变了第一极板5与第二极板7之间的电容，通过测量该电容的变化，确定待测气体浓度。检测完毕后，待测气体经过出气口3排出探测腔室8。因为电容器的电容显著地依赖于两极板之间的距离，所以本专利技术具有气体探测灵敏度高的优点。另外，本专利技术是基于传统电学的，设备简单，成本低。实施例2在实施例1的基础上，第二极板5的材料为石墨烯。一方面，石墨烯具有良好的导电特性，可以作为电容器的电极；另一方面，石墨烯更薄，能够将更多的力传递给弹性部6，从而更多的改变弹性部6的厚度，从而更多地改变第一极板5与第二极板7之间的电容，从而实现更高灵敏度的气体探测。实施例3在实施例2的基础上，如图2所示，还包括贵金属颗粒9，贵金属颗粒9固定在第二极板5上探测腔室8一侧。贵金属颗粒9的材料为金或银。贵金属颗粒9的形状为球形。贵金属颗粒9的直径大于20纳米、小于80纳米。这样一来，一方面，贵金属颗粒9具有更多的表面积，从而吸附更多的待测气体；另一方面，当激光照射到贵金属颗粒9上时，贵金属颗粒9发生表面等离激元共振，在贵金属颗粒9附近产生强电场。这两方面的效果均有利于探测腔室8内的待测气体产生更大的气流，从而更多地改变第一极板5和第二极板7之间的电容，从而实现更高灵敏度的气体探测。另外，贵金属颗粒9置于石墨烯上，石墨烯增加了载流子的寿命，从而使得待测气体吸收更多的光，导致待测气体产生更多的热，从而使得待测气体产生更大的气流，从而实现更高灵敏度的气体探测。实施例4在实施例3的基础上，如图3所示，弹性部6内设有空腔10。一方面，空腔10相当于减少了弹性部6内的材料，从而使得弹性部6更容易被压缩，也就是在相同的气流作用下，第一极板5和第二极板7之间的电容改变更多；另一方面，当弹性部6被压缩后，第一极板5和第二极板7之间的介电环境随之发生变化，从而更多地改变了第一极板5和第二极板7之间的电容。因此，在弹性部6内设置空腔，有利于更进一步地提高气体探测的灵敏度。更进一步地，弹性部6的高度小于腔室的高度。这样一来，当弹性部6被压缩时，腔壁1的顶面不与弹性部6作用，从而使得弹性部6能够发生更多的形变，从而更多地改变第一极板5和第二极板7之间的电容，从而实现更高灵敏度的气体探测。更进一步地，第二极板7的高度小于腔室的高度。这样一来，当第二极板7被压缩时，腔壁1的顶面不与第二极板7作用，从而使得第二极板7能够发生更多的移动，从而更多地改变第一极板5和第二极板7之间的电容，从而实现更高灵敏度的气体探测。更进一步地，探测腔室8内设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电容的气体传感器，其特征在于，包括腔壁、进气口、出气口、透光孔、第一极板、弹性部、第二极板，所述腔壁围成封闭腔室，所述第一极板固定在所述腔室内部的所述腔壁侧面上，所述弹性部固定在所述第一极板上，所述第二极板固定在所述弹性部上，所述第一极板和所述第二极板与外电路联通，所述腔室内去除所述第一极板、所述弹性部和所述第二极板的空间构成探测腔室，所述进气口和所述出气口设置在所述探测腔室所在的所述腔壁侧面上，所述透光孔设置在所述探测腔室所在的所述腔壁顶面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电容的气体传感器，其特征在于，包括腔壁、进气口、出气口、透光孔、第一极板、弹性部、第二极板，所述腔壁围成封闭腔室，所述第一极板固定在所述腔室内部的所述腔壁侧面上，所述弹性部固定在所述第一极板上，所述第二极板固定在所述弹性部上，所述第一极板和所述第二极板与外电路联通，所述腔室内去除所述第一极板、所述弹性部和所述第二极板的空间构成探测腔室，所述进气口和所述出气口设置在所述探测腔室所在的所述腔壁侧面上，所述透光孔设置在所述探测腔室所在的所述腔壁顶面上。


2.如权利要求1所述的基于电容的气体传感器，其特征在于：所述第二极板的材料为金、银、铜。


3.如权利要求1所述的基于电容的气体传感器，其特征在于：所述第二极板的材料为石墨烯。


4.如权利要求3所述的基于电容的气体传感器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：于孟今，
类型：发明
国别省市：山东;37