本发明涉及气体传感器测试，尤其涉及一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置。
背景技术：
1、为了适应不同的测试需求，半导体式气体传感器通常有静态和动态两种测试方式。在测试voc气体时一般采用静态测试方法，静态测试方法是将传感器置于一定体积的封闭测试腔中，通过采集传感器的电阻变化获得该传感器对该测试气体的气敏性能。在气敏测试响应过程中，通过测试腔面板上的小孔将一定量测试气体对应的voc液体注入到测试腔内的加热丝上，液体加热汽化，得到不同浓度的测试气体。在气敏测试恢复过程中，打开测试腔的操作窗口，气体蒸汽自然释放到腔体外。在传统测量过程中会出现以下问题：1.受到测试箱外部环境影响，不能控制响应和恢复过程在设定湿度下进行测试。2.气敏测试恢复过程中，很难使测试气体马上离开测试腔体，恢复过程受气体扩散速度影响较大。
2、当测试气体不是voc气体时需要使用动态测试方法，动态测试过程必须由不同于静态测试的装置来实现，大大提高了测试成本。与静态测试方法不同的是，动态测试方法是将气体传感器放置在较小体积的测试腔中，测试气体从进气孔通入，从出气孔排出。通过气体流量计控制单位时间内流过气体传感器的测试气体体积，来获得所需的测试气体浓度和湿度。由于动态测试腔体积较小，便于气敏测试恢复过程较快排出测试气体。
3、半导体气体传感器阵列在测试时需要使用光激发手段来产生或增强气敏性能时，传感器测试板需要加上紫外光源电路板，而用作光激发的紫外灯珠又有不同封装，比如贴片型和基板型。传统测试装置很难兼容紫外光源测试条件，或兼容不同封装的紫外光源，不能满足气体传感器阵列中不同传感器的测试需求。
4、半导体气体传感器阵列在测试时需要适合测试条件的供电电源。比如提供气体传感器加热工作条件的电源，要求电压可调范围宽，带载能力强。比如提供紫外光源测试条件的供电电源，需要电压电流稳定。比如用于voc液体挥发的加热丝电源，要求电源功率较大。传统测试装置只能另外配备不同电源来满足测试需要。
5、综上，传统的静态测试和动态测试分为两套系统，这就需要较高的成本以及占据较大的空间，而且很难兼顾不同的测试条件和供电需求，因此迫切需要设计一种将动态测试与静态测试一体化的气敏测试装置，实现不同封装紫外光源激发、微热板加热等测试条件，设置有满足测试需求的电源输出和监控模块。因此为了实现以上特性，提高测试效率，降低测试成本，提高测试精度，本发明设计了一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置。
技术实现思路
1、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，主要包括腔体(1)、腔体(2)和腔体(3)，腔体(1)和腔体(3)之间设置有4个支撑柱(16)；
2、所述腔体(1)侧壁具有封闭操作窗口(19-1)、进气孔(13)和出气孔(14)，所述进气孔(13)和出气孔(14)均安装气阀开关；所述腔体(1)底部面板开口，安装腔体转换窗口(15)，所述腔体转换窗口(15)向上打开后靠在腔体(1)侧壁上；所述腔体转换窗口(15)与所述测试腔体(1)底部面板之间设置周向密封件；
3、所述腔体(2)位于腔体(1)的下方，侧壁有进气孔(11)和出气孔(12)，所述进气孔(11)和出气孔(12)均安装气阀开关；所述腔体(2)顶部开口，所述开口与腔体(1)底部面板开口密封连接，打开腔体转换窗口(15)可以与腔体(1)连通；所述的腔体(2)底部开口，所述开口与腔体(3)顶部面板开口密封连接；
4、所述腔体(3)位于腔体(2)下方，侧壁有封闭操作窗口(19-2)、进气孔(6)和出气孔(10)，所述进气孔(6)和出气孔(10)均安装气阀开关；所述腔体(3)顶部面板开口，安装有腔体转换窗口(7)，所述腔体转换窗口(7)与腔体(3)顶部面板开口之间设置有周向密封件，打开腔体转换窗口(7)可以连通腔体(3)和腔体(2)，所述腔体(3)底部面板安装有支撑柱(8)，所述支撑柱(8)支撑向下打开的腔体转换窗口(7)；所述腔体转换窗口(7)中间开孔安装传感器测试内部连接板(18-1)，所述传感器测试内部连接板(18-1)与腔体转换窗口(7)中间孔之间设置有周向密封件；传感器阵列连接模块(18-2)装配在传感器测试内部连接板(18-1)上，所述传感器阵列连接模块(18-2)通过排针插座连接紫外光源led阵列模块(18-3)；
5、所述腔体(3)侧壁安装传感器测试外部连接板(9)，所述传感器测试外部连接板(9)与腔体(3)侧壁之间设置有周向密封件，所述传感器测试外部连接板(9)通过排线在腔体(3)内部连接传感器测试内部连接板(18-1)，通过排线在腔体(3)外部连接电源模块(17)；腔体(3)内部安装加热丝(20)；
6、封闭操作窗口(19-1)和封闭操作窗口(19-2)安装手套操作结构；封闭操作窗口(19-1)中间开孔连接操作手套，操作手套长度与腔体(1)长度相同，操作手套与封闭操作窗口(19-1)中间孔之间设置有周向密封件；封闭操作窗口(19-2)中间开孔连接操作手套，操作手套长度与腔体(3)长度一致，操作手套与封闭操作窗口(19-2)中间孔之间设置有周向密封件；所述操作手套的材质均为耐腐蚀橡胶材质；所述封闭操作窗口(19-2)的面板上设置小孔(21)，利用注射器可以通过小孔(21)给腔体(3)注入气体，通过粘贴胶布可以对小孔(21)进行封闭处理；
7、所述腔体(1)的进气孔(13)、腔体(2)的进气孔(11)和腔体(3)的进气孔(6)都固定安装三通接口，所述三通接口在腔体外侧分别安装两个气阀开关；所述腔体(1)的出气孔(14)、腔体(2)的出气孔(12)和腔体(3)的出气孔(10)在箱体外侧都固定安装气阀开关。
8、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，动态气体气敏性能测试方法如下：
9、步骤一：将一定数量的被测气体传感器安装到传感器阵列连接模块(18-2)上；打开封闭操作窗口(19-2)，在腔体转换窗口(7)上的传感器测试内部连接板(18-1)上安装传感器阵列连接模块(18-2)，在传感器阵列连接模块(18-2)装有被测气体传感器的上方插接安装紫外光源led阵列模块(18-3)，将需要紫外光源测试条件的气体传感器上方的紫外光源led阵列板模块的开关闭合；将传感器测试外部连接板(9)和传感器测试内部连接板(18-1)通过排线连接，然后安装封闭操作窗口(19-2)，并检查密闭性；将传感器测试外部连接板(9)安装在腔体(3)的侧壁上，将电源模块(17)和万用表通过排线连接到传感器测试外部连接板(9)上；
10、步骤二：通过封闭操作窗口(19-1)的手套关闭腔体转换窗口(15)，通过封闭操作窗口(19-2)的手套关闭腔体转换窗口(7)，利用胶布粘贴封闭操作窗口(19-2)面板上的小孔(21)，打开进气孔(11)和出气孔(12)各自的气阀开关；
11、步骤三：气体传感器的稳定过程：通过三通接口，从进气孔(11)通入背景气体一定量时间，气体从出气孔(12)流出；
12、步骤四：气敏响应过程：通过三通接口，从进气孔(11)通入含有一定量被测气体的背景气体一定量时间，气体从出气孔(12)流出；
13、步骤五：气敏恢复过程：通过三通接口，从进气孔(11)通入背景气体，气体从出气孔(12)流出，等待一定量时间；
14、步骤六：下一个测试周期：重复步骤三、四、五。
15、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，静态气体气敏性能测试方法如下：
16、步骤一：将一定数量的被测气体传感器安装到传感器阵列连接模块(18-2)上；打开封闭操作窗口(19-2)，在腔体转换窗口(7)上的传感器测试内部连接板(18-1)上安装传感器阵列连接模块(18-2)，在传感器阵列连接模块(18-2)装有被测气体传感器的上方插接安装紫外光源led阵列模块(18-3)，将需要紫外光源测试条件的气体传感器上方的紫外光源led阵列板模块的开关闭合；将传感器测试外部连接板(9)和传感器测试内部连接板(18-1)通过排线连接，然后安装封闭操作窗口(19-2)，并检查密闭性；将传感器测试外部连接板(9)安装在腔体(3)的侧壁上，将电源模块(17)和万用表通过排线连接到传感器测试外部连接板(9)上；
17、步骤二：通过封闭操作窗口(19-1)的手套操作将腔体转换窗口(15)关闭，通过封闭操作窗口(19-2)的手套操作将腔体转换窗口(7)打开，将腔体转换窗口(7)放在腔体(3)底部的支撑柱(8)上，利用胶布粘贴封闭操作窗口(19-2)面板上的小孔(21)；
18、步骤三：气体传感器的稳定过程：开启加热丝(20)的电源开关，通过三通接口，向进气孔(6)和进气孔(13)通入相同背景气体一定量时间，气体从出气孔(10)和出气孔(14)流出；通气结束后关闭进气孔(6)、进气孔(13)、出气孔(10)和出气孔(14)，静置一定量时间；
19、步骤四，气敏响应过程：将封闭操作窗口(19-2)面板上小孔(21)的胶布撕开，用微量注射器注入一定量voc气体对应的液体到加热丝(20)上，用胶布将小孔(21)覆盖，等待一定量时间；
20、步骤五：气敏恢复过程：通过封闭操作窗口(19-2)面板上的手套操作，使腔体转换窗口(7)向上旋转关闭，传感器测试内部连接板(18-1)、传感器阵列连接模块(18-2)、紫外光源led阵列模块(18-3)进入腔体(2)，通过封闭操作窗口(19-1)面板上的手套操作，使腔体转换窗口(15)向上旋转打开，通过三通接口，向进气孔(6)和进气孔(13)通入相同背景气体一定量时间，气体从出气孔(10)和出气孔(14)流出；
21、步骤六：进行下一次静态测试的响应和恢复过程依次重复步骤二、三、四、五。
22、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，腔体(1)、腔体(2)、腔体(3)面板采用亚克力板，并且不限于亚克力板材质。
23、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，腔体(1)、腔体(2)、腔体(3)的外部结构和内部结构的尺寸和形状可以进行调整。
24、本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，电源模块(17)、传感器测试内部连接板(18-1)、传感器测试外部连接板(9)、传感器阵列连接模块(18-2)、紫外光源led阵列板(18-3)所用的电路基板的材质、形状、尺寸可以进行调整；电源模块(17)、传感器测试内部连接板(18-1)、传感器测试外部连接板(9)、传感器阵列连接模块(18-2)、紫外光源led阵列板(18-3)电路布局走线可以进行调整。
25、采用上述技术方案，本发明的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置具有以下有益效果：
26、(1)动静态结合的气敏性能测试装置将静态与动态配气两种测试装置一体化设计，降低了测试成本，提高了测试效率。
27、(2)将静态测试腔分为上下两部分，使传感器的响应过程与恢复过程分开，测试气体与背景气体置换彻底，提高了测试精度。
28、(3)可以根据需要对对气体传感器阵列中不同数量的气体传感器同时进行测试，满足测试需求，测试灵活，适应性强。
29、(3)各测试腔体均设有进气孔和出气孔，在动态测试和静态测试过程中，都可以通入带有水汽的背景气体，便于控制气体传感器阵列的湿度测试条件。
30、(4)对气体传感器阵列紫外光激发测试条件可以灵活控制。紫外光源led阵列模块(18-3)可由两种模块插接组合的方式实现，方便对气体传感器阵列中任意数量的传感器进行不加紫外光激发，或加不同封装紫外光激发的测试条件的实施。
31、(5)电源模块可以提供气体传感器阵列测试中所需的电源，并对电源供电状态(电压，电流)进行监控。提供的电源包括对气体传感器阵列微热板加热的电源，静态测试中用于voc气体挥发的加热丝电源，紫外激发条件测试时紫外光源的供电电源等。
1.一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于：包括腔体(1)、腔体(2)和腔体(3)，腔体(1)和腔体(3)之间设置有4个支撑柱(16)；
2.如权利要求1所述的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于，动态气体气敏性能测试方法如下：
3.如权利要求1所述的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于，静态气体气敏性能测试方法如下：
4.如权利要求1所述的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于，腔体(1)、腔体(2)、腔体(3)面板采用亚克力板，并且不限于亚克力板材质。
5.如权利要求1所述的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于，腔体(1)、腔体(2)、腔体(3)的外部结构和内部结构的尺寸和形状可以进行调整。
6.如权利要求1所述的一种动静态一体的气体传感器阵列气敏性能测试装置，其特征在于，电源模块(17)、传感器测试内部连接板(18-1)、传感器测试外部连接板(9)、传感器阵列连接模块(18-2)、紫外光源led阵列板(18-3)所用的电路基板的材质、形状、尺寸可以进行调整；电源模块(17)、传感器测试内部连接板(18-1)、传感器测试外部连接板(9)、传感器阵列连接模块(18-2)、紫外光源led阵列板(18-3)电路布局走线可以进行调整。
