气体反应腔室制造技术

本发明专利技术提供一种气体反应腔室，采用本发明专利技术的气体反应腔室，能够改变反应部在流体中的相对位置，以此提高气体比色反应的反应程度，进而提高检测信号强度。所述气体反应腔室具有进气口、出气口以及反应室，所述反应室用于收纳测试膜，所述测试膜包括：基底面；以及多个凸起结构，所述多个凸起结构自所述基底面凸起，在所述多个凸起结构的顶面上设有用于与气体进行反应的反应部，其中，所述气体由所述进气口进入所述反应室，沿所述基底面的设有所述多个凸起结构的一侧流向所述出气口。凸起结构的一侧流向所述出气口。凸起结构的一侧流向所述出气口。

【技术实现步骤摘要】
气体反应腔室


[0001]本专利技术涉及检测
，尤其涉及一种结构新颖的特殊的气体反应腔室。

技术介绍

[0002]在反应的众多种类中，固相反应、液相反应等反应类型由于反应物的浓度很高，反应非常的明显。但在气相反应和气固界面反应等以气体为反应物的化学反应中，由于气体反应需要先吸附再反应，并且气体分子扩散浓度低等多种原因，涉及气相的反应的反应程度普遍偏低，例如气固界面反应。
[0003]关于气体反应的应用，可以列举健康领域、环境领域等。例如针对一些重大疾病，如癌症，由于早期发现非常困难，检测手段非常有限，一经发现可能已经属于癌症晚期了，生存率极低。近年来，提出一种快速筛查早期疾病的方法，例如VOC比色法，逐渐成为研究热点。利用比色法检测人体呼出的特征气体，是筛查早期疾病的有效手段。
[0004]然而，气体对于粘性很小的流体，在大雷诺数时与物体接触并有相对运动，靠近物面的薄流体层因受粘性剪应力而使速度减小，紧贴物面的流体粘附在物面上，与物面的相对速度等于零，由物面向上，各层的速度逐渐增加，直到与自由流速相等。把从物面向上的这一流体减速薄层叫作边界层。
[0005]对于通常所设计的反应物而言，痕量水平的气体很难越过边界层与反应物进行气体反应。如何提高气固界面反应的反应程度是提升比色检测疾病准确率的有效手段，目前，没有一种有效的手段能解决该问题，大部分提升气体反应强度的方法有限，例如，先将气体中的特征分子富集然后再反应，或者增加反应时间，亦或者从反应物本身结构去设计等等。但这些方法都存在一定的问题，例如成本高、工艺复杂不可控和实验数据重复性低等不足。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]如上所述，由于气体的粘性阻力的存在，导致边界层较厚，以至于降低了气固界面反应的强度。鉴于这样的情况，本专利技术提供一种气体反应腔室，其能够解决上述难点，提高痕量的气体分子在气体比色反应的反应室中的反应程度，进而提高检测信号强度。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本申请专利技术人通过锐意研究，从气固界面反应的特点出发，设计一种具有凸起结构的反应腔室，改变反应物(反应部)在流体中的相对位置，以此提高气体比色反应的灵敏性。
[0010]采用本专利技术的一个技术方案，提供一种气体反应腔室，其具有进气口、出气口以及反应室，所述反应室用于收纳测试膜，所述测试膜包括：基底面；以及多个凸起结构，所述多个凸起结构自所述基底面凸起，在所述多个凸起结构的顶面上设有用于与气体进行反应的反应部，其中，所述气体由所述进气口进入所述反应室，沿所述基底面的设有所述多个凸起结构的一侧流向所述出气口。
[0011]优选地，所述多个凸起结构的顶面的面积的总和占所述基底面的暴露于所述反应室的面积的1％～30％。
[0012]优选地，以气体流动方向上相距最远的两个所述凸起结构之间的距离为长度，以与所述气体流动方向正交的方向上相距最远的两个所述凸起结构之间的距离为宽度，将所述长度乘以所述宽度而得到的面积视为特定面积，所述多个凸起结构的顶面的面积的总和占特定区域的面积的1％～30％，所述特定区域的面积满足以下条件：特定面积≤特定区域的面积≤1.25
×
特定面积。
[0013]优选地，所述气体反应腔室还具有窗口部，用于经由该窗口部检测所述测试膜。
[0014]优选地，所述多个凸起结构在气体流动方向上间隔开地排列。
[0015]优选地，至少两个所述凸起结构上设有的所述反应部的材料彼此不同。
[0016]优选地，每个所述凸起结构的顶面的面积大于等于0.01mm2且小于等于0.05mm2，并且/或者，相邻的所述凸起结构之间的距离大于等于0.3mm且小于等于2.5mm，并且/或者，所述凸起结构的高度大于0mm且小于等于1mm。
[0017]优选地，所述气体反应腔室还具有底座，所述反应室是通过所述底座和所述窗口部结合而成的，所述测试膜被密封地夹在所述底座和所述窗口部之间。
[0018]优选地，所述底座和所述窗口部中的一者具有凹槽，所述底座和所述窗口部中的另一者具有凸台，所述凸台嵌入所述凹槽，以将所述测试膜密封地夹在所述底座和所述窗口部之间。
[0019]优选地，所述凸起结构在俯视观察时呈圆形，或者，所述凸起结构在俯视观察时呈椭圆形，该椭圆形的长轴方向平行于所述气体的流动方向，或者，所述凸起结构在俯视观察时呈多边形，且设置为所述凸起结构的一个棱线迎着所述气体的流动方向。
[0020]专利技术的效果
[0021]采用本专利技术的气体反应腔室，基于本专利技术气体反应腔室的特有的结构，能够有效抑制边界层的阻碍作用，提升气相中分子向样品表面的扩散，能够提高痕量的气体分子在气体比色反应的反应室中的反应程度，进而提高检测信号强度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的气体反应腔室的立体图。
[0023]图2是本专利技术的气体反应腔室的分解图。
[0024]图3是本专利技术的气体反应腔室的纵剖视图。
[0025]图4是图3中的A
‑
A向视的剖视图。
[0026]图5是图4中的B部分的放大图。
[0027]图6是测试膜的微观结构示意图。
[0028]图7是测试膜的微观结构的放大示意图。
[0029]图8是表示在使用现有测试膜(无凸起结构)的情况下的速度云图。
[0030]图9是表示在使用现有测试膜(无凸起结构)的情况下的速度与反应腔室高度的关系图。
[0031]图10是表示在使用本申请的测试膜(有凸起结构)的情况下的速度云图。
[0032]图11是表示在使用本申请的测试膜(有凸起结构)的情况下的速度与反应腔室高
度的关系图。
[0033]图12是表示在特定区域中设置一定密度的凸起结构的示意图。
[0034]图13是表示图12的结构的情况下的速度云图。
[0035]图14是表示在特定区域中设置更高密度的凸起结构的示意图。
[0036]图15是表示图14的结构的情况下的速度云图。
[0037]图16表示有限元模拟分析下的凸起结构的反应强度和平面结构的反应强度的对比。
[0038]附图标记说明
[0039]100、气体反应腔室、1、进气口、2、滤筒、3、底座、4、窗口部、5、测试膜、6、出气口、11、环形凸台、21、环形凹槽、22、环形凸台、31、限位槽、32、凹槽、33、被卡扣部、34、放置台、42、凸台、43、卡扣部、44、进气开口、51、基底面、52、凸起结构、53、反应部。
具体实施方式
[0040]以下参照附图说明本专利技术的技术方案，本专利技术并不限定于以下说明的技术方案，本领域技术人员能够在满足本专利技术主旨的情况下进行任意的组合、变更、追加、删减。
[0041]图1是本申请的气体反应腔室的立体图。如图1所示，本申请的气体反应腔室100具有进气口1、滤筒2、底座3、窗口部4、测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体反应腔室，其特征在于，所述气体反应腔室具有进气口、出气口以及反应室，所述反应室用于收纳测试膜，所述测试膜包括：基底面；以及多个凸起结构，所述多个凸起结构自所述基底面凸起，在所述多个凸起结构的顶面上设有用于与气体进行反应的反应部，其中，所述气体由所述进气口进入所述反应室，沿所述基底面的设有所述多个凸起结构的一侧流向所述出气口。2.根据权利要求1所述的气体反应腔室，其特征在于，所述多个凸起结构的顶面的面积的总和占所述基底面的暴露于所述反应室的面积的1％～30％。3.根据权利要求1所述的气体反应腔室，其特征在于，以气体流动方向上相距最远的两个所述凸起结构之间的距离为长度，以与所述气体流动方向正交的方向上相距最远的两个所述凸起结构之间的距离为宽度，将所述长度乘以所述宽度而得到的面积视为特定面积，所述多个凸起结构的顶面的面积的总和占特定区域的面积的1％～30％，所述特定区域的面积满足以下条件：特定面积≤特定区域的面积≤1.25
×
特定面积。4.根据权利要求1所述的气体反应腔室，其特征在于，所述气体反应腔室还具有窗口部，用于经由该窗口部检测所述测试膜。5.根据权利要求1所述的气体反应腔室，其特征在于，所述多个凸起结构在气体流...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：芯视界北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：