一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统技术方案

本发明专利技术涉及乙醇传感技术领域，具体涉及一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，包括管道、进气口、出气口、气敏元件，进气口和出气口分别设置在管道的两端，气敏元件设置在管道内，气敏元件包括基底、加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极、钼酸盐，加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极置于基底上，加热线圈的两端连接加热电极，叉指电极连接测量电极，钼酸盐置于叉指电极上；另外，本发明专利技术的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统还包括第一线圈，第一线圈通电后产生交变磁场作用到钼酸盐上，钼酸盐产生微振动，在钼酸盐附近产生微气流，使得钼酸盐快速地包覆在氧化性气体或还原性气体中，缩短了响应和恢复时间，提高了乙醇气体传感的效率。提高了乙醇气体传感的效率。提高了乙醇气体传感的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统


[0001]本专利技术涉及乙醇传感
，具体涉及一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统。

技术介绍

[0002]气体传感器是利用各种不同的化学反应或不同的物理机理，将气体的类别、成分、浓度等需要的信息转换成可视化的电信号输出的传感器。迄今为止，气体传感器在生活中已经得到广泛的应用，例如，可燃性气体的检测可以避免很多意外发生。在工业生产中，气体传感器被应用在半导体工业和各类化学工业中。研发出更高灵敏度、更高效率的气体传感器对工业社会的健康发展意义深远。
[0003]在众多气体中，乙醇气体的传感与探测具有重要的意义。乙醇广泛用于工业、农业和食品生产中，又属于易燃物质，乙醇气体在达到一定浓度后可能引发火灾，因此，对于乙醇气体的传感与监测非常重要。常见的乙醇传感包括半导体型气体传感器和电化学传感器。由于半导体型气体传感器具有可靠性强、成本低、维修费用低等优点，受到普遍的关注和应用。
[0004]金属钼酸盐具有优异的催化功能，在乙醇气体探测中受到普遍的关注。特别地钼酸铁作为A
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MoO4型二元金属氧化物体系中的一种，是一种特别有效的催化剂，在乙醇气体探测中表现出高灵敏度，参考文献Enhanced low
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temperature gas
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sensing performance of Fe2(MoO4)3layered microplates,Journal of Material Science:Material Electron,Vol.33,pp.10880
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10889,2022。在气体传感器的实际应用中，除灵敏度外，响应和恢复时间也是重要的性能指标。缩短响应和恢复时间能够实现高效率的气体传感。因此，探索缩短响应和恢复时间的新技术具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为解决以上问题，即缩短乙醇气体传感器的响应和恢复时间，本专利技术提供了一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，包括管道、进气口、出气口、气敏元件，进气口和出气口分别设置在管道的两端，气敏元件设置在管道内，气敏元件包括基底、加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极、钼酸盐，加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极置于基底上，加热线圈的两端连接加热电极，叉指电极连接测量电极，钼酸盐置于叉指电极上；另外，本专利技术的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统还包括第一线圈，第一线圈通电后产生交变磁场作用到钼酸盐上。
[0006]本专利技术的核心思路是应用第一线圈产生交变磁场，交变磁场作用到钼酸盐上，由于钼酸盐具有磁性，钼酸盐产生微振动，在钼酸盐附近产生微气流，使得钼酸盐快速地包覆在氧化性气体或还原性气体中，缩短了响应和恢复时间，提高了乙醇气体传感的效率。
[0007]更进一步地，钼酸盐为钼酸铁。
[0008]更进一步地，钼酸盐为由纳米薄片组成的钼酸铁微球。
[0009]更进一步地，由纳米薄片组成的钼酸铁微球由水热法制备而得。
[0010]更进一步地，水热法为在聚四氟乙烯反应釜中反应，反应温度为170摄氏度，反应时间为12小时。
[0011]更进一步地，第一线圈固定在管道内壁上气敏元件的上侧。优选地，第一线圈为环形。
[0012]更进一步地，基底为氧化铝，加热线圈为环形，叉指电极置于加热线圈内，叉指电极的外侧为环形。
[0013]更进一步地，叉指电极中叉指之间的距离大于0.2毫米、小于0.5毫米，加热电极的直径大于4毫米、小于6毫米。
[0014]更进一步地，还包括第二线圈，第二线圈固定在管道的外壁上气敏元件的下侧，第二线圈通电后产生交变磁场作用到气敏元件上。优选地，第二线圈为环形。
[0015]更进一步地，第一线圈和第二线圈串联。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017](1)本专利技术利用第一线圈产生交变磁场，作用到具有磁性的钼酸盐上，钼酸盐产生微振动，在钼酸盐附近产生微气流，使得氧化性气体和还原性气体都能够快速地包覆在钼酸盐，并和钼酸盐反应，这不仅缩短了恢复时间，而且缩短了响应时间，提高了气体传感的效率。
[0018](2)本专利技术利用钼酸铁微球作为半导体传感材料，钼酸铁微球有松散排列的纳米薄片组成；纳米薄片不仅提高了钼酸铁微球的比表面积，提高了与气体结合的程度，从而提高了气体探测灵敏度；而且在交变磁场的作用下，这些纳米薄片也能够产生微振动，改变了纳米薄片周围的气氛，有利于更进一步地缩短响应和恢复时间。
[0019](3)在本专利技术中，第一线圈、第二线圈、叉指电极均为环形，有利于在钼酸盐处产生更强的磁场，使得钼酸盐产生更强的微振动，在钼酸盐附近产生更强的微气流，使得氧化性气体和还原性气体均能快速地和钼酸盐反应，进一步缩短响应和恢复时间。
[0020](4)本专利技术利用第一线圈和第二线圈的串联，将磁场限制在第一线圈和第二线圈之间，增强了钼酸盐处的磁场，加强了钼酸盐的微振动，加速了钼酸盐附近的微气流，更进一步地缩短了响应和恢复时间。
[0021]综合以上效果，本专利技术在乙醇传感
具有良好的应用前景。
[0022]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
[0023]图1是一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统的示意图。
[0024]图2是气敏元件的示意图。
[0025]图3是由纳米薄片组成的钼酸铁微球的扫描电子显微镜图。
[0026]图4是又一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统的示意图。
[0027]图中：1、管道；2、进气口；3、出气口；4、气敏元件；5、第一线圈；6、第二线圈；41、加热线圈；42、加热电极；43、叉指电极；44、测量电极。
具体实施方式
[0028]为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对
本申请作进一步详细说明。
[0029]本专利技术提供了一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，如图1所示，包括管道1、进气口2、出气口3、气敏元件4。进气口2和出气口3分别设置在管道1的两端，进气口2和出气口3用以输入和输出空气和甲醛气体。气敏元件4设置在管道1内。管道1的形状不做限制，但是为了方便设置后文中的第一线圈5和第二线圈6，优选地，管道1具有水平的底面和顶面。除基底外，如图2所示，气敏元件4还包括加热线圈41、加热电极42、叉指电极43、测量电极44、钼酸盐。基底为氧化铝，即三氧化二铝陶瓷，基底的长度大于20毫米、小于40毫米；基底的宽度大于5毫米、小于7毫米；基底的厚度大于0.5毫米、小于1毫米。基底与管道1的内底面粘附在一起，防止在气体作用下，气敏元件4发生移动。加热线圈41、加热电极42、叉指电极43、测量电极44置于基底上，加热线圈41的两端连接加热电极42，叉指电极43连接测量电极44。加热线圈41、加热电极42、叉指电极43、测量电极44均采用铂电极，金属铂在高温下不易被氧化，具有良好的化学稳定性。钼酸盐置于叉指电极43上，加热线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，包括管道、进气口、出气口、气敏元件，所述进气口和所述出气口分别设置在所述管道的两端，所述气敏元件设置在所述管道内，所述气敏元件包括基底、加热线圈、加热电极、叉指电极、测量电极、钼酸盐，所述加热线圈、所述加热电极、所述叉指电极、所述测量电极置于所述基底上，所述加热线圈的两端连接加热电极，所述叉指电极连接测量电极，所述钼酸盐置于所述叉指电极上，其特征在于，还包括第一线圈，所述第一线圈通电后产生交变磁场作用到所述钼酸盐上。2.如权利要求1所述的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，其特征在于：所述钼酸盐为钼酸铁。3.如权利要求2所述的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，其特征在于：所述钼酸盐为由纳米薄片组成的钼酸铁微球。4.如权利要求3所述的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，其特征在于：所述由纳米薄片组成的钼酸铁微球由水热法制备而得。5.如权利要求4所述的磁场增强型钼酸盐乙醇传感系统，其特征在于：所述水热法为在聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘黎明，贾强生，易子川，吕司韬，迟锋，
申请(专利权)人：电子科技大学中山学院，
类型：发明
国别省市：