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原文传递一种基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器、制备方法及呼气检测装置

专利名称：	一种基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器、制备方法及呼气检测装置
摘要：	本发明实施例公开了一种基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器、制备方法及呼气检测装置，其中，该气敏传感器包括陶瓷管、金电极和镍铬合金电热丝，陶瓷管与金电极的外表面覆盖纳米敏感材料，陶瓷管内放置镍铬合金电热丝，所述纳米敏感材料为TiO2纳米敏感材料。本发明实施例提供的气敏传感器，能够对甲醇、乙醇、丙酮以及氨气具有高识别灵敏度。在不同的气体环境中，以上气体的存在会致使传感器产生不同程度的电阻值变化，从而实现针对丙酮和氨气在内的人体呼气常见气体的浓度定量分析，并由此获得饮食代谢的相关情况，用于评估如糖尿病、慢性肾衰竭等疾病风险的辅助参考信息，操作简单，检测成本较低，检测结果准确。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京知几未来医疗科技有限公司
发明人：	刘博引;陈裕殷;徐洪涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910779608.1
公开号：	CN110412089A
代理机构：	北京知呱呱知识产权代理有限公司
代理人：	孙志一
分类号：	G01N27/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	100094 北京市海淀区永丰屯538号1号楼213室
主权项：	1.一种基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器，其包括陶瓷管、金电极和镍铬合金电热丝，陶瓷管的两端固定有金电极，陶瓷管与金电极的外表面覆盖纳米敏感材料，陶瓷管内放置镍铬合金电热丝，其特征在于，所述纳米敏感材料为TiO2纳米敏感材料，且由如下步骤制得：步骤S1，将叔丁醇钛与乙二醇以1：30～1：50的比例混合后置于40-80℃的水浴中加热搅拌，得到A溶液；步骤S2，将A溶液放置到室温，然后加入等体积的丙酮溶液，得到B悬浊液；步骤S3，在室温下搅拌B悬浊液，得到C固定产物；步骤S4，将C固定产物用去离子水和乙醇交替进行离心洗涤，得到D产物，并将D产物置于40-80℃干燥箱中过夜干燥，得到E产物；步骤S5，将E产物以0.7-1％(w/v)的比例加入到去离子水中，然后置于100-200℃下水热反应，得到F产物；步骤S6，将F产物离心获取固体沉积物，并用去离子水清洗，然后置于40-80℃下干燥，得到TiO2纳米敏感材料。 2.如权利要求1所述的基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器，其特征在于，所述陶瓷管的长度为3～5mm，外径为1～1.5mm，内径为0.6～0.8mm；单个金电极的宽度为0.3～0.6mm。 3.一种如权利要求1所述的基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器的制备方法，其特征在于，所述基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器的制备方法包括如下步骤：步骤S1，缓慢地将去离子水加入到TiO2纳米敏感材料中，直至形成一定粘稠度的浆料；步骤S2，用刷子将浆料涂覆在陶瓷管的外表面，并完全覆盖金电极；步骤S3，陶瓷管内放置镍铬合金电热丝；步骤S4，陶瓷管两端的金电极上引出珀丝导线，所述珀丝导线用于将陶瓷管焊接在旁热式六角管座上；步骤S5，将步骤S4得到的传感器在100-500℃空气环境中老化48-72小时，从而得到基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器。 4.一种呼气检测装置，其特征在于，所述呼气检测装置采用权利要求1所述的基于TiO2纳米敏感材料的气敏传感器，所述呼气检测装置包括进气单元、出气单元、气敏传感器、第一气体过滤单元、第二气体过滤单元、第三气体过滤单元和气体检测室，所述进气单元、出气单元、第一气体过滤单元、第二气体过滤单元、第三气体过滤单元均与气体检测室连通，且气敏传感器安装于气体检测室的内部；所述进气单元包括气嘴、进气管、电磁阀a和吹气阀，所述进气管的一端与所述气嘴连通，另一端与气体检测室连通，所述进气管上安装电磁阀a和吹气阀，且吹气阀位于所述气嘴与所述电磁阀a之间；所述第一气体过滤单元包括第一气体过滤器、第一输入管、第一输出管、电磁阀b和第一抽气泵，所述第一气体过滤器内放置有硅胶，所述第一输入管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第一气体过滤器，并在所述第一输入管上设置电磁阀b；所述第一输出管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第一气体过滤器，并在所述第一输出管上设置第一抽气泵；所述第二气体过滤单元包括第二气体过滤器、第二输入管、第二输出管、电磁阀d和第二抽气泵，所述第二气体过滤器内放置有分子筛，所述第二输入管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第二气体过滤器，并在所述第二输入管上设置电磁阀d；所述第二输出管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第二气体过滤器，并在所述第二输出管上设置第二抽气泵；所述第三气体过滤单元包括第三气体过滤器、第三输入管、第三输出管、电磁阀e和第三抽气泵，所述第三气体过滤器内放置有分子筛，所述第三输入管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第三气体过滤器，并在所述第三输入管上设置电磁阀e；所述第三输出管的一端连接所述气体检测室，另一端连接第三气体过滤器，并在所述第三输出管上设置第三抽气泵；所述出气单元包括出气管、第四抽气泵和电磁阀c，所述出气管与气体检测室连通，且所述出气管上设置第四抽气泵和电磁阀c，且电磁阀c位于气体检测室和第四抽气泵之间。 5.如权利要求4所述呼气检测装置，其特征在于，所述吹气阀包括进气气道、出气气道、气压控制气道、螺口盖和承重球，且所述进气气道、出气气道和气压控制气道相互连通，所述进气气道与气嘴连通，所述出气气道与气体检测室连通，所述气压控制气道内放置承重球，所述承重球用于指示检测者吹气的压力和流速，且所述气压控制气道的自由端盖合有螺口盖，所述螺口盖用于控制气压控制气道的打开与关闭。 6.如权利要求5所述呼气检测装置，其特征在于，所述气压控制气道与进气气道或出气气道的接口处采用多孔隔离层连接。 7.如权利要求5所述呼气检测装置，其特征在于，所述承重球的重量不小于10克，且所述承重球的外表面包覆有抗菌涂层。 8.如权利要求4所述呼气检测装置，其特征在于，所述气敏传感器的工作温度为250-350℃，反应时间10秒。 9.如权利要求4所述呼气检测装置，其特征在于，所述气体检测室的形状为五棱柱，且气体检测室的五个侧面分别连接进气单元、出气单元、第一气体过滤单元、第二气体过滤单元和第三气体过滤单元。 10.如权利要求4所述呼气检测装置，其特征在于，所述吹气阀的外径小于3cm。
所属类别：	发明专利