光／电双信号纳米传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光／电双信号纳米传感器，与现有技术的区别是石英管（１）内壁上涂有纳米半导体金属氧化物（４）并设有透光窗口（５），在石英管（１）外面设有电加热元件（６），与透光窗口（５）对应设置有滤光片或光栅（７）及光电信号转换装置（８），在所述纳米半导体金属氧化物（４）的两端分别设有正电极（９）、负电极（１０），正电极（９）、负电极（１０）之间的电流输出及光电信号转换装置（８）与电信号检测电路（１１）相接；所述进样口（２）和放空口（３）位于石英管（１）的轴线上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种纳米传感器(纳米材料表面催化发光传感器)，尤其是一种 可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的新型光/电信号纳米 传感器。技术背景纳米材料表面催化发光传感器用途广泛，如可用于定量评价纳米材料催化活性； 用于乙醇、甲醇和石化产品等的定量检测；用于食品中激素类药物残留检测；用于毛细管 气相色谱仪的选择型检测器等。现有纳米材料表面催化发光传感器的结构是将涂有纳米材 料的直径为4 7mm电热陶瓷棒置于直径为12 20mm、长度为100 150mm的石英管内，在 石英管上斜对角设置有进样口、放空口，在石英管外与纳米材料对应设置有滤光片或光栅、 光电信号转换装置(微弱发光测量仪、光电倍增管等)。测量时，电热陶瓷棒内的电阻丝对 纳米材料进行加热，空气泵等进样系统将样品随载气从进样口进入石英管，流经纳米材料 表面从放空口排出，纳米材料表面催化所发出的光经滤光片或光栅去除杂散光后，再经过 光电信号转换装置变成适于微机等数据处理单元的电信号。但由于目标分析物的催化发光 信号接近(如乙醇和甲醇、醇类和醚类等)，使流经纳米催化材料表面的催化发光信号难以 分辨，有时需要依靠改变分析条件来区分信号，直接影响了定量分析的准确性并使操作繁 琐，增加了分析检测的时间。另外，由于现有检测器是在石英管上斜对角设置有进样口、放 空口，样品与载气流经纳米催化材料表面的时间长并且死体积大，易造成发光响应时间长、 发光信号曲线展宽等问题，从而使发光信号的稳定性及重现性差，测量精度较低，直接影响 了定量分析的准确性。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术所存在的上述缺点，提供了一种可缩短检测时间、 具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光/电双信号纳米传感器。本技术的技术解决方案是一种同时检测光电信号的纳米传感器，有石英管， 石英管上有进样口和放空口，所述石英管内壁上涂有纳米半导体金属氧化物并设有透光窗 口，在石英管外面设有电加热元件，与透光窗口对应设置有滤光片或光栅及光电信号转换 装置，在所述纳米半导体金属氧化物的两端分别设有正电极、负电极，正电极、负电极之间 的电流输出及光电信号转换装置与电信号检测电路相接；所述进样口和放空口位于石英管 的轴线上。本技术是将纳米材料表面的催化发光信号与电化学信号同时作为检测信号， 具有良好的二维特征信号，分辨率及检测灵敏度均大大提高，可以实现多目标组分的同时 快速定量，进一步降低了检测成本、提高了检测效率；将进样口和放空口的中心均位于石英 管的轴心线上，使所有目标组分均能够与纳米材料表面充分接触，使二维特征信号与目标 组分的浓度呈良好的相关性，具有良好的稳定性和再现性，大大提高了检测精度；内表面3化涂层设计，使样品中被测组分在纳米材料上更加充分接触，信噪比增强，信号谱线变尖锐 (类似尖锐的色谱流出曲线)，检测效率、分辨率及检测灵敏度均明显提高，易于实现阵列 化设计。附图说明图1是本技术实施例1的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图说明本技术的具体实施方式。如图1所示有石英管1，石英管1上设有进样口 2和放空口 3，石英管1内壁上涂 有纳米半导体金属氧化物4并设有透光窗口 5，即可以将纳米半导体金属氧化物4涂于石英 管1侧壁的局部，剩余部分即为透光窗口 5。在石英管1外面设有电加热元件6 (如缠绕电 阻丝或均勻布置电热膜)，与透光窗口 5石英对应设置有滤光片或光栅7及光电信号转换装 置8，在所述纳米半导体金属氧化物6的两端分别设有正电极9、负电极10，可在正电极9、 负电极10之间相接电流表(电信号检测电路11)，也可将电流弓丨出，电流输出端与模/数转 换电路12相接，所述光电信号转换装置8及模/数转换电路12同时与微处理器(电信号 检测电路11)相接。为了避免因进样口 2和放空口 3对角设置而造成的死体积大的问题， 所述进样口 2和放空口 3位于石英管1的轴线上。检测时按照现有技术的方法将加热元件5与电源相接，同时将正、负电极9、10与 电源相接，使强度1 15mA的电流通过空载时的纳米材料。将样品按照现有技术方法进行 雾化并以空气为载气，从进样口 2进入，从放空口 3流出，样品即流经纳米半导体金属氧化 物6，产生与浓度成相关性的光信号和电信号。通过对光信号和电信号进行处理并检测，即 可测出目标成分的含量。权利要求一种光/电双信号纳米传感器，有石英管(1)，石英管(1)的两端有进样口(2)和放空口(3)，其特征在于所述石英管(1)内壁上涂有纳米半导体金属氧化物(4)并设有透光窗口(5)，在石英管(1)外面设有电加热元件(6)，与透光窗口(5)对应设置有滤光片或光栅(7)及光电信号转换装置(8)，在所述纳米半导体金属氧化物(4)的两端分别设有正电极(9)、负电极(10)，正电极(9)、负电极(10)之间的电流输出及光电信号转换装置(8)与电信号检测电路(11)相接；所述进样口(2)和放空口(3)位于石英管(1)的轴线上。专利摘要本技术公开一种可缩短检测时间、具有良好的稳定性及重现性、检测效率及精度高的光/电双信号纳米传感器，与现有技术的区别是石英管(1)内壁上涂有纳米半导体金属氧化物(4)并设有透光窗口(5)，在石英管(1)外面设有电加热元件(6)，与透光窗口(5)对应设置有滤光片或光栅(7)及光电信号转换装置(8)，在所述纳米半导体金属氧化物(4)的两端分别设有正电极(9)、负电极(10)，正电极(9)、负电极(10)之间的电流输出及光电信号转换装置(8)与电信号检测电路(11)相接；所述进样口(2)和放空口(3)位于石英管(1)的轴线上。文档编号G01N21/76GK201607409SQ20102013384公开日2010年10月13日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日专利技术者刘名扬, 谷松海, 赵彤彤, 邹明强, 陈汝盛 申请人:中华人民共和国辽宁出入境检验检疫局本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光／电双信号纳米传感器，有石英管（１），石英管（１）的两端有进样口（２）和放空口（３），其特征在于：所述石英管（１）内壁上涂有纳米半导体金属氧化物（４）并设有透光窗口（５），在石英管（１）外面设有电加热元件（６），与透光窗口（５）对应设置有滤光片或光栅（７）及光电信号转换装置（８），在所述纳米半导体金属氧化物（４）的两端分别设有正电极（９）、负电极（１０），正电极（９）、负电极（１０）之间的电流输出及光电信号转换装置（８）与电信号检测电路（１１）相接；所述进样口（２）和放空口（３）位于石英管（１）的轴线上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘名扬，谷松海，赵彤彤，邹明强，陈汝盛，
申请(专利权)人：中华人民共和国辽宁出入境检验检疫局，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]