由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的制作方法

1.本发明涉及气体传感器技术领域，具体为由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器。


背景技术：

2.气体传感器即气体敏感元件，它是能感知环境中某种气体及其浓度的一种装置或器件，是气体成分检测系统的核心，它能将与气体种类和浓度有关的信息转换成电信号，从而可以进行检测、监控、分析与报警，自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当前应用最普遍、最具有实用价值的一类气体传感器。
3.半导体气体传感器采样金属氧化物或金属半导体氧化物为气敏材料，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。根据检测气敏特征量方式的不同可分为电阻式和非电阻式两种类型。电阻式半导体气体传感器主要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是一种用金属氧化物薄膜(例如：sno2、zno、fe2o3、ti02等)制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量的不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器传导率的变化。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点，不足之处是必须工作于高温下、对气味或气体的选择性差、元件参数分散、稳定性不够理想、功率要求高。当探测气体中混有硫化物时，容易中毒。现在除了传统的zno，sno2和fe203三大类外，又研究开发了一批新型材料，包括单一金属氧化物材料、复合金属氧化物材料以及混合金属氧化物材料。这些新型材料的研究和开发，大大提高了气体传感器的特性和应用范围。另外，通过在半导体内添加pt，pd，ir等贵金属能能降低被测气体的化学吸附的活化能，因而可以提高其灵敏度和加快反应速度。催化剂不同，导致有利于吸附的试样不同，从而具有选择性。利用薄膜技术、超粒子薄膜技术制造的金属氧化物气体传感器具有灵敏度高、一致性好、小型化、易集成等特点。
4.气体传感器加装保护壳可以提高传感器的防护等级,防止外界的水、油、粉尘、碎屑等对传感器性能和使用寿命造成影响，同时还有防冲击的作用，但是现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性。


技术实现要素：

5.本发明提供由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，用以解决上述现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明公开了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括底板，所述底板的上端固定设有半导体层一，所述半导体层一的上端设有电极组，所述电极组的上端设有半导体层二，所述底板
和电极组与保护壳内部的固定装置连接，所述保护壳用于保护所述电极组、半导体层一和半导体层二，所述半导体层一和半导体层二为薄膜结构，所述半导体层二上下贯通设有若干检测孔洞。
7.优选的，所述保护壳的内部设有保护腔，所述保护壳的上端贯通设有检测口一，所述保护壳的下侧前后左右四端贯通设有检测口二，所述检测口一、保护腔和检测口二上下依次连通，所述保护腔的内部设有所述底板电极组、半导体层一和半导体层二，所述半导体层二穿过所述检测口一与外界接触，所述半导体层一与所述检测口二对应设置。
8.优选的，所述电极组的材料为为al、ag、pt、ni、pb和ti中的一种。
9.优选的，所述检测孔洞间隔均布设置在所述半导体层二上，所述检测孔洞内部设有重金属颗粒，所述重金属颗粒包括pt，pd，ir，所述半导体层一和半导体层二均为金属氧化物材料，所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、锌铟锡氧化物、铪铟锌氧化物、氧化铟锌和掺铪氧化锌中的一种。
10.优选的，所述电极组包括上下分布的下侧电极一、下侧电极二和上侧电极一、上侧电极二，所述下侧电极一、下侧电极二、上侧电极一和上侧电极二为叉指结构，所述下侧电极一和下侧电极二交叉设置，所述下侧电极一和下侧电极二交叉设置，所述上侧电极一和上侧电极二的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙一，所述间隙一的下侧对应设有所述下侧电极一和下侧电极二的叉指端，所述下侧电极一和下侧电极二的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙二。
11.优选的，所述上侧电极一和上侧电极二的叉指端的下端间隔均布连接有若干介质块，所述介质块穿过所述间隙二与所述底板固定连接，所述下侧电极一和上侧电极一、下侧电极二和上侧电极二之间固定连接有介质板，所述底板的材料为绝缘材料，所述介质块、介质板的材料根据实际情况选用绝缘材料或半导体材料。
12.优选的，所述固定装置包括：
13.两个支撑杆，所述两个支撑杆对称设置在所述保护腔底端的左右两侧，所述支撑杆的上端与固定座的下端转动连接，所述固定座的上端与所述底板的下端接触；
14.固定杆一，所述固定杆一的下端与所述保护腔的底端转动连接，所述固定杆的上端与固定杆二的下端转动连接，所述固定杆二的上端与缓冲垫固定连接，所述固定杆一和固定杆二靠近所述底板的一端之间转动设有弹簧一；
15.两个转动杆一，所述两个转动杆一对称设置在所述固定座的前后两端靠近所述固定杆一的一侧，所述转动杆一与滑块转动连接，所述滑块滑动设置在所述保护腔的底端，所述滑块与转动杆二转动连接，所述转动杆二与所述转动杆一的中部转动连接；
16.转动杆三，所述转动杆三转动设置在所述固定座远离所述固定杆一的一端，所述转动杆三远离所述固定座的一端转动连接有滑动杆，所述滑动杆穿过滑口与限位板固定连接，所述滑口对称贯通设置在所述保护腔底端的左右两侧，所述限位板和保护壳的底端之间固定设有两个弹簧二，所述两个弹簧二对称设置在所述滑动杆的左右两侧。
17.优选的，所述复合结构气体传感器还包括过滤装置，所述传感器本体外部连接所述过滤装置，所述过滤装置包括：
18.过滤壳，所述过滤壳的中部上下贯通设有进气腔一，所述进气腔一的左右两侧连通设有清洁腔，所述进气腔一的中部设有过滤网，所述过滤网的上端与右侧的所述清洁腔
的下端处于同一水平面，所述过滤网的下端与左侧的所述清洁腔的上端处于同一水平面；
19.两个连接板一，所述两个连接板一对称设置在所述过滤壳的下端外侧，所述过滤壳的下端内侧对称设有连接板二，左右两侧的所述连接板二和连接板一之间分别设有活动孔，左右两侧的所述连接板二之间设有安装腔，所述进气腔一和安装腔上下连通，所述安装腔与所述保护壳配合，所述进气腔一与所述检测口一对应设置，所述进气腔二与所述检测口二对应设置；
20.两个进气管，所述两个进气管对称设置在所述安装腔的左右两侧，所述进气管与所述连接板一和连接板二固定连接且进气管将所述安装腔与外界连通，所述进气管的中部前后贯通设置弧槽，所述弧槽内部滑动设有弧形过滤网，所述弧形过滤网的前后两端上下两侧对称设有连接杆一，前后两侧的所述连接杆一分别与固定块固定连接，所述固定块对称设置在所述进气管的前后两端；
21.八个清洁套一，所述八个清洁套一四个一组对称设置在所述弧形过滤网的上下两端左右两侧，所述清洁套一与连接杆二转动连接，所述连接杆二贯通连接块的一端进入连接块内部的第一空腔中与滑动板一固定连接，所述滑动板一滑动设置在所述第一空腔内部，所述滑动板一和第一空腔之间固定设有弹簧三，所述连接块远离所述连接杆二的一端分别与所述连接板二和连接板一固定连接；
22.两个支撑柱，所述两个支撑柱分别设置在所述清洁腔内部且两个支撑柱的设置方向朝向所述进气腔一，所述支撑柱的前端转动设有滚轮一，所述支撑柱的左端固定连接有伸缩块，所述伸缩块的内部上下两侧对称设有第二空腔，所述第二空腔内部滑动设有滑动板二，所述滑动板二与连接杆三固定连接，所述连接杆三与连接板三固定连接；
23.两个支撑板一，所述两个支撑板一对称设置在所述支撑柱的上下两端，所述支撑板一远离所述支撑板一的一上端左右两侧对称设有伸缩杆，所述伸缩杆与支撑板二固定连接，所述支撑板二与滚轮二转动连接，所述支撑板一和支撑板二的中部之间固定设有弹簧四；
24.安装块，所述安装块贯穿所述连接板三的中部固定设置，所述安装块和伸缩块之间固定设有弹簧五，所述安装块的前端转动设有锥齿轮二，所述锥齿轮二的前端通过转动轴与滚轮三固定连接，所述锥齿轮二与锥齿轮一啮合，所述锥齿轮一固定设置在固定轴上没所述固定轴的一端与所述安装块远离所述连接板三的一端转动连接，所述固定轴远离所述安装块的一端固定连接有清洁套二，所述清洁套二沿着所述清洁腔的水平方向滑动；
25.传送带，所述传送带将所述滚轮一、上下两侧的滚轮二和滚轮三连接起来；
26.所述滚轮一、固定块和安装块的前端固定连接有操作杆。
27.优选的，还包括：
28.力传感器：在所述保护壳的周侧设置测力层，所述测力层内部设有力传感器，所述力传感器用于检测保护壳的侧端受到的冲击力；
29.报警器一：所述报警器一设置在保护壳的外端；
30.控制器：所述控制器与所述力传感器和报警器一电性连接；
31.所述控制器基于所述力传感器控制所述报警器一工作，包括以下步骤：
32.步骤1：控制器根据力传感器检测出的保护壳的侧端受到的冲击力和公式(1)计算出保护壳的安全应力差，若计算出的保护壳的安全应力差小于预设值，控制器控制报警器
一报警，提醒使用者更换保护壳；
[0033][0034]
其中，f为保护壳的安全应力差，s为保护壳的厚度，b为保护壳的弹性模量，z为保护壳的高度，w为保护壳的宽度，f1为力传感器的检测值，a为测力层的面积。
[0035]
优选的，在由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器只使用半导体层二进行工作时，对由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器通过灵敏度检测装置进行灵敏度检测，通过易挥发性的液体来获得待检测气体，将一定量的易挥发性的液体注射入固定容量的密封罐中即可得到一定浓度的待检测气体，所述灵敏度检测装置包括：
[0036]
温度传感器一：所述温度传感器一设置在密封罐所处的环境中，用于检测密封罐所处的环境温度值；
[0037]
温度传感器二：所述温度传感器二设置在密封罐内部，用于检测密封罐内部的温度值；
[0038]
湿度传感器：所述湿度传感器设置在密封罐内部，用于检测密封罐内部的湿度值；
[0039]
检测装置：所述检测装置用于检测半导体层二在大气条件下的阻值，然后使用检测装置检测出密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二的阻值；
[0040]
报警器二：所述报警器二设置在密封罐外端；
[0041]
控制器：所述控制器与所述温度传感器一、温度传感器二、湿度传感器、检测装置和报警器二电性连接；
[0042]
所述控制器基于所述温度传感器一、温度传感器二、湿度传感器、检测装置控制所述报警器二工作，包括以下步骤：
[0043]
步骤1、控制器根据温度传感器一检测出的密封罐所处的环境温度值、温度传感器二检测出的密封罐内部的温度值、湿度传感器检测出的密封罐内部的湿度值和公式(1)计算出一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度；
[0044][0045]
其中，c为一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度，θ为注入密封罐的易挥发性液体的传质系数，q为气体标况下的摩尔体积常数，c1为注入密封罐的易挥发性液体的浓度，m为注入密封罐的易挥发性液体中溶质的摩尔质量，m1为注入密封罐的易挥发性液体中溶液的摩尔质量，ρ为注入密封罐的易挥发性液体中溶液的密度，h为注入密封罐的易挥发性液体的饱和蒸气压，n为湿度传感器的检测值，z为注入密封罐的易挥发性液体的体积，v为密封罐的体积，k0为0摄氏度下的热力学温度值，k1为温度传感器二的检测值，k2为温度传感器一的检测值，t为注入密封罐的易挥发性液体的挥发时间，g为重力加速度，取值为9.8m/s2，a为密封罐的横截面积；
[0046]
步骤2、控制器根据检测装置检测出的半导体层二在大气条件下的阻值、密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二的阻值、步骤1中计算出的一定量的易
挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度；公式(3)计算出由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的合格度，若计算出的合格度小于预设值，控制器控制报警器二报警，提醒实验者由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度不合格，可通过增加重金属粒子，降低半导体层二的厚度来提高由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度；
[0047][0048]
其中，δ为由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的合格度，r1为半导体层二在大气条件下的阻值，r2为密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二的阻值，a为半导体层二与电极组的接触面积，l为孔洞的直径，θ为半导体层二的电导率，n为半导体层二内部的载流子密度，n1为半导体层二内部的重金属颗粒的密度，h为半导体层二的厚度，α为氧气的吸附平衡常数，p为大气压强，β为待检测气体的吸附平衡常数，r为大气常数。
[0049]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0050]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0051]
图1为本发明的结构示意图；
[0052]
图2为本发明的内部结构示意图；
[0053]
图3为本发明的电极组结构示意图；
[0054]
图4为图3的a向视图；
[0055]
图5为本发明的电极组俯视结构示意图；
[0056]
图6为本发明的过滤装置结构示意图；
[0057]
图7为本发明的清洁腔内部结构示意图。
[0058]
图中：1、底板；2、电极组；201、下侧电极一；202、下侧电极二；203、上侧电极一；204、上侧电极二；205、介质块；206、介质板；207、间隙一；208、间隙二；3、半导体层一；4、半导体层二；5、保护壳；501、保护腔；502、检测口一；503、检测口二；504、滑口；6、固定座；7、支撑杆；8、固定杆一；9、固定杆二；10、缓冲垫；11、弹簧一；12、转动杆一；13、滑块；14、转动杆二；15、转动杆三；16、滑动杆；17、限位板；1701、弹簧二；18、过滤壳；1801、进气腔一；1802、安装腔；1803、活动孔；1804、清洁腔；19、进气管；1901、弧槽；20、连接块；2001、第一空腔；2002、滑动板一；2003、弹簧三；2004、清洁套一；2005、连接杆二；21、弧形过滤网；2101、固定块；2102、连接杆一；22、过滤网；23、连接板一；2301、连接板二；24、清洁套二；25、支撑柱；26、滚轮一；27、伸缩块；2701、第二空腔；28、支撑板一；29、伸缩杆；30、支撑板二；31、滚轮二；32、弹簧四；33、滑动板二；34、连接杆三；35、弹簧五；36、安装块；37、锥齿轮一；38、滚轮三；39、锥齿轮二；40、传送带；41、连接板三；42、固定轴。
具体实施方式
[0059]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0060]
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0061]
本发明提供如下实施例
[0062]
实施例1
[0063]
本发明实施例提供了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器，如图1
‑
图5所示，包括传感器本体，其特征在于：所述传感器本体包括底板1，所述底板1的上端固定设有半导体层一3，所述半导体层一3的上端设有电极组2，所述电极组2的上端设有半导体层二4，所述底板1和电极组2与保护壳5内部的固定装置连接，所述保护壳5用于保护所述电极组2、半导体层一3和半导体层二4，所述半导体层一3和半导体层二4为薄膜结构，所述半导体层二4上下贯通设有若干检测孔洞301。
[0064]
上述技术方案的有益效果为：
[0065]
通过设置半导体层一3和半导体层二4作为气敏材料，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运动为特征的电导率变化，其电阻随着气体含量的不同而变化，通过检测电阻的变化，就可以实现气体分子的探测，可将半导体层一3和半导体层二4分别与电极组2连接，半导体层一3和半导体层二4独立工作可实现不同的功能，增加了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的功能性，通过在半导体层二4上设置孔洞301，能够保证孔洞301内部强电场分布，方便在其内部添加催化剂，从而有效地提高元件的灵敏度和响应时间，通过设置保护壳5，防止外界的水、油、粉尘、碎屑等对传感器性能和使用寿命造成影响，通过设置固定装置，使得由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器与保护壳5的紧密连接，解决了现有的带有保护壳的气体传感器仅仅通过壳体保护，在具备保护作用的同时稳定性较差，容易导致传感器在壳体内产生晃动，具有一定的缺陷性的技术问题。
[0066]
实施例2
[0067]
在上述实施例1的基础上，如图1所示，所述保护壳5的内部设有保护腔501，所述保护壳5的上端贯通设有检测口一502，所述保护壳5的下侧前后左右四端贯通设有检测口二503，所述检测口一502、保护腔501和检测口二503上下依次连通，所述保护腔501的内部设有所述底板1、电极组2、半导体层一3和半导体层二4，所述半导体层二4穿过所述检测口一501与外界接触，所述半导体层一3与所述检测口二502对应设置。
[0068]
上述技术方案的有益效果为：
[0069]
通过设置检测口一501，方便半导体层二4与待检测的气体接触，通过设置检测口二502，方便半导体层一3与待检测的气体接触，检测口一501和检测口二502单独设置，有利
于半导体层一3和半导体层二4独立工作进而实现不同的功能。
[0070]
实施例3
[0071]
在实施例1的基础上，如图1
‑
图5所示，所述电极组2的材料为为al、ag、pt、ni、pb和ti中的一种；
[0072]
所述检测孔洞401间隔均布设置在所述半导体层二4上，所述检测孔洞401内部设有重金属颗粒，所述重金属颗粒包括pt，pd，ir，所述半导体层一3和半导体层二4均为金属氧化物材料，所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物、铟铝锌氧化物、锌铟锡氧化物、铪铟锌氧化物、氧化铟锌和掺铪氧化锌中的一种；
[0073]
所述电极组2包括上下分布的下侧电极一201、下侧电极二202和上侧电极一203、上侧电极二204，所述下侧电极一201、下侧电极二202、上侧电极一203和上侧电极二204为叉指结构，所述下侧电极一201和下侧电极二202交叉设置，所述下侧电极一201和下侧电极二202交叉设置，所述上侧电极一203和上侧电极二204的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙一207，所述间隙一207的下侧对应设有所述下侧电极一201和下侧电极二202的叉指端，所述下侧电极一201和下侧电极二202的叉指端交叉设置后留有若干间隔均布设置的间隙二208。
[0074]
所述上侧电极一203和上侧电极二204的叉指端的下端间隔均布连接有若干介质块205，所述介质块205穿过所述间隙二208与所述底板1固定连接，所述下侧电极一201和上侧电极一203、下侧电极二202和上侧电极二204之间固定连接有介质板206，所述底板1的材料为绝缘材料，所述介质块205、介质板206的材料根据实际情况选用绝缘材料或半导体材料。
[0075]
上述技术方案的有益效果为：
[0076]
上侧电极一203和上侧电极二204两电极、下侧电极一201和下侧电极二202两电极，可根据需要选取适当的电极组合，完成特定的功能，若将下侧叉指电极一201和下侧电极二202构成一对电极对，将上侧电极一203和上侧电极二204构成一对电极对，此时介质块205、介质板206的材料应选用绝缘材料；此时分别在上侧的叉指电极和下侧的叉指电极各建立不同的传感，使得半导体层一3和半导体层二4可实现两种不同气体的检测，实现了多物质的并行传感；若将上侧电极一203和下侧电极二202或者下侧电极一201构成一对电极对，然后将剩余的两个电极构成两对电极对，此时介质块205、介质板206的材料应选用半导体材料；在上侧叉指电极和下侧叉指电极之间实现电极传感，利用介质块205、介质板206的高度，实现上下侧的叉指电极间隔，有效提高了传感区域中单位体积内叉指电极的集成面积，可以极大提高叉指电极的探测灵敏度，解决传统平板叉指电极的表面积和探测灵敏度之间的矛盾。
[0077]
实施例4
[0078]
在实施例1的基础上，如图2所示，所述固定装置包括：
[0079]
两个支撑杆7，所述两个支撑杆7对称设置在所述保护腔501底端的左右两侧，所述支撑杆7的上端与固定座6的下端转动连接，所述固定座6的上端与所述底板1的下端接触；
[0080]
固定杆一8，所述固定杆一8的下端与所述保护腔501的底端转动连接，所述固定杆8的上端与固定杆二9的下端转动连接，所述固定杆二9的上端与缓冲垫10固定连接，所述固定杆一8和固定杆二9靠近所述底板1的一端之间转动设有弹簧一11；
[0081]
两个转动杆一12，所述两个转动杆一12对称设置在所述固定座6的前后两端靠近所述固定杆一8的一侧，所述转动杆一12与滑块13转动连接，所述滑块13滑动设置在所述保护腔501的底端，所述滑块13与转动杆二14转动连接，所述转动杆二14与所述转动杆一12的中部转动连接；
[0082]
转动杆三15，所述转动杆三15转动设置在所述固定座6远离所述固定杆一8的一端，所述转动杆三15远离所述固定座6的一端转动连接有滑动杆16，所述滑动杆16穿过滑口504与限位板17固定连接，所述滑口504对称贯通设置在所述保护腔501底端的左右两侧，所述限位板17和保护壳5的底端之间固定设有两个弹簧二1701，所述两个弹簧二1701对称设置在所述滑动杆16的左右两侧。
[0083]
上述技术方案的有益效果为：
[0084]
在由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器与保护壳5连接时首先通过检测口一501进入保护腔501中，底板1推动固定座6转动，固定座6向固定杆一8所在方向转动，带动转动杆一12和转动杆三15转动，转动杆一12带动滑块13沿着保护腔501的底端朝向滑动杆16所在方向滑动，滑块13通过转动杆二14带动固定杆一8转动，固定杆一8带动固定杆二9转动，直到固定杆二9上的缓冲垫10对电极组2进行夹持，从而使得金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器与保护壳5之间连接稳固，转动杆三15转动带动滑动杆16沿着滑口504向上滑动，带动限位板17向上移动，弹簧二1701压缩，使得固定装置对底板1具有缓冲效果，弹簧一11和缓冲垫10可以避免电极组2受到损坏，提高了固定装置对电极组2的保护效果，在由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器与保护壳5连接后可将限位板17和保护壳5的底端连接起来，既增加了由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器与保护壳5的连接牢固性，也避免弹簧二1701的复位作用使得保护壳5与由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器脱离。
[0085]
实施例5
[0086]
在实施例1的基础上，如图6
‑
图7所示，所述传感器本体外部还连接有过滤装置，所述过滤装置包括：
[0087]
过滤壳18，所述过滤壳18的中部上下贯通设有进气腔一1801，所述进气腔一1801的左右两侧连通设有清洁腔1804，所述进气腔一1801的中部设有过滤网22，所述过滤网22的上端与右侧的所述清洁腔1804的下端处于同一水平面，所述过滤网22的下端与左侧的所述清洁腔1804的上端处于同一水平面；
[0088]
两个连接板一23，所述两个连接板一23对称设置在所述过滤壳18的下端外侧，所述过滤壳18的下端内侧对称设有连接板二2301，左右两侧的所述连接板二2301和连接板一23之间分别设有活动孔1803，左右两侧的所述连接板二2301之间设有安装腔1802，所述进气腔一1801和安装腔1802上下连通，所述安装腔1802与所述保护壳5配合，所述进气腔一1801与所述检测口一502对应设置，所述进气腔二1802与所述检测口二503对应设置；
[0089]
两个进气管19，所述两个进气管19对称设置在所述安装腔1802的左右两侧，所述进气管19与所述连接板一23和连接板二2301固定连接且进气管19将所述安装腔1802与外界连通，所述进气管19的中部前后贯通设置弧槽1901，所述弧槽1901内部滑动设有弧形过滤网21，所述弧形过滤网21的前后两端上下两侧对称设有连接杆一2102，前后两侧的所述连接杆一2102分别与固定块2101固定连接，所述固定块2101对称设置在所述进气管19的前
后两端；
[0090]
八个清洁套一2004，所述八个清洁套一2004四个一组对称设置在所述弧形过滤网21的上下两端左右两侧，所述清洁套一2004与连接杆二2005转动连接，所述连接杆二2005贯通连接块20的一端进入连接块20内部的第一空腔2001中与滑动板一2002固定连接，所述滑动板一2002滑动设置在所述第一空腔2001内部，所述滑动板一2002和第一空腔2001之间固定设有弹簧三2003，所述连接块20远离所述连接杆二2005的一端分别与所述连接板二2301和连接板一23固定连接；
[0091]
两个支撑柱25，所述两个支撑柱25分别设置在所述清洁腔1804内部且两个支撑柱25的设置方向朝向所述进气腔一1801，所述支撑柱25的前端转动设有滚轮一26，所述支撑柱25的左端固定连接有伸缩块27，所述伸缩块27的内部上下两侧对称设有第二空腔2701，所述第二空腔2701内部滑动设有滑动板二33，所述滑动板二33与连接杆三34固定连接，所述连接杆三34与连接板三41固定连接；
[0092]
两个支撑板一28，所述两个支撑板一28对称设置在所述支撑柱25的上下两端，所述支撑板一28远离所述支撑板一28的一上端左右两侧对称设有伸缩杆29，所述伸缩杆29与支撑板二30固定连接，所述支撑板二30与滚轮二31转动连接，所述支撑板一28和支撑板二30的中部之间固定设有弹簧四32；
[0093]
安装块36，所述安装块36贯穿所述连接板三41的中部固定设置，所述安装块36和伸缩块27之间固定设有弹簧五35，所述安装块36的前端转动设有锥齿轮二39，所述锥齿轮二39的前端通过转动轴与滚轮三38固定连接，所述锥齿轮二39与锥齿轮一37啮合，所述锥齿轮一37固定设置在固定轴42上没所述固定轴42的一端与所述安装块36远离所述连接板三41的一端转动连接，所述固定轴42远离所述安装块36的一端固定连接有清洁套二24，所述清洁套二24沿着所述清洁腔1804的水平方向滑动；
[0094]
传送带40，所述传送带40将所述滚轮一26、上下两侧的滚轮二31和滚轮三38连接起来；
[0095]
所述滚轮一26、固定块2101和安装块36的前端固定连接有操作杆。
[0096]
上述技术方案的有益效果为：
[0097]
在半导体层二4与待检测气体接触时，待检测气体进入进气腔一1801中经过过滤网22的过滤，可将待检测气体中的杂质灰尘过滤，避免影响由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的检测结果，也可提高由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的使用寿命，且在使用一段时间后，可通过操作杆控制滚轮一26转动，滚轮一26带动传送带40转动，传送带40带动滚轮二31和滚轮三38转动，滚轮38可带动锥齿轮二37转动，锥齿轮二39带动锥齿轮一37转动，锥齿轮一37通过固定轴42带动清洁套二24转动，有利于提高清洁套二24的清洁效果，然后通过操作杆带动安装块36移动，在此过程中弹簧五35拉伸，安装块36带动连接板三41移动，与连接板三41通过连接杆三34连接的滑动板二33沿着第二空腔2701滑动，对安装块36的移动起到导向作用，安装块36带动清洁套二24移动，滚轮三38移动过程通过传送带40带动滚轮二31对支撑板二30压缩，支撑板二30压动弹簧四32压缩，弹簧四32左右两侧的伸缩杆29对滚轮二31的移动起到导向作用，在弹簧四32的弹性作用下使得传送带40的传动过程保持稳定，安装块36带动清洁套二24移动，在弹簧五35的弹性作用使得清洁套二24的移动过程保持稳定，左右两侧的清洁腔1804内部的清
洁套二24移动出来可对过滤网22的上下两侧完成清洁过程；
[0098]
在半导体层一3与待检测气体接触时，待检测气体进入进气管19中，经过弧形过滤网21的过滤，可将待检测气体中的杂质灰尘过滤，避免影响由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的检测结果，进一步提高由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的使用寿命，在对弧形过滤网21进行清洁时，通过操作杆转动固定块2101，固定块2101带动连接杆一2102转动，使得弧形过滤网21沿着弧槽1901滑动，在弧形过滤网21滑动的过程中与清洁套一2004接触，清洁套一2004转动，使得清洁效果更好，且清洁套一2004通过连接杆二2005与滑动板一2002连接，滑动板一2002固定连接有弹簧三2003，在弹簧三2003的弹性作用下使得清洁套一2004与弧形过滤网21始终保持接触，且弧形过滤网21上下都可转动，避免弧形过滤网21的清洁过程中存在死角，进一步提高了清洁套一2004的清洁效果。
[0099]
实施例6
[0100]
在实施例1的基础上，还包括：
[0101]
力传感器：在所述保护壳5的侧端设置测力层，所述测力层内部设有力传感器，所述力传感器用于检测保护壳5的侧端受到的冲击力；
[0102]
报警器一：所述报警器一设置在保护壳5的外端；
[0103]
控制器：所述控制器与所述力传感器和报警器一电性连接；
[0104]
所述控制器基于所述力传感器控制所述报警器一工作，包括以下步骤：
[0105]
步骤1：控制器根据力传感器检测出的保护壳5的侧端受到的冲击力和公式(1)计算出保护壳5的安全应力差，若计算出的保护壳5的安全应力差小于预设值，控制器控制报警器一报警，提醒使用者更换保护壳5；
[0106][0107]
其中，f为保护壳5的安全应力差，s为保护壳5的厚度，b为保护壳5的弹性模量，z为保护壳5的高度，w为保护壳5的宽度，f1为力传感器的检测值，a为测力层的面积。
[0108]
上述技术方案的有益效果为：
[0109]
在保护壳5的侧端设置测力层，测力层内部设置力传感器，力传感器用于检测保护壳5的侧端受到的冲击力，控制器根据力传感器检测出的保护壳5的侧端受到的冲击力和公式(1)计算出保护壳5的安全应力差，若计算出的保护壳5的安全应力差小于预设值，控制器控制报警器报警，提醒使用者更换保护壳5，避免保护壳5受损影响对由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的保护效果。
[0110]
实施例7
[0111]
在实施例4的基础上，还包括：
[0112]
在由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器只使用半导体层二4进行工作时，对由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器通过灵敏度检测装置进行灵敏度检测，通过易挥发性的液体来获得待检测气体，将一定量的易挥发性的液体注射入固定容量的密封罐中即可得到一定浓度的待检测气体，所述灵敏度检测装置包括：
[0113]
温度传感器一：所述温度传感器一设置在密封罐所处的环境中，用于检测密封罐所处的环境温度值；
[0114]
温度传感器二：所述温度传感器二设置在密封罐内部，用于检测密封罐内部的温度值；
[0115]
湿度传感器：所述湿度传感器设置在密封罐内部，用于检测密封罐内部的湿度值；
[0116]
检测装置：所述检测装置用于检测半导体层二4在大气条件下的阻值，然后使用检测装置检测出密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二4的阻值；
[0117]
报警器二：所述报警器二设置在密封罐外端；
[0118]
控制器：所述控制器与所述温度传感器一、温度传感器二、湿度传感器、检测装置和报警器二电性连接；
[0119]
所述控制器基于所述温度传感器一、温度传感器二、湿度传感器、检测装置控制所述报警器二工作，包括以下步骤：
[0120]
步骤1、控制器根据温度传感器一检测出的密封罐所处的环境温度值、温度传感器二检测出的密封罐内部的温度值、湿度传感器检测出的密封罐内部的湿度值和公式(1)计算出一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度；
[0121][0122]
其中，c为一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度，q为气体标况下的摩尔体积常数，θ为注入密封罐的易挥发性液体的传质系数，c1为注入密封罐的易挥发性液体的浓度，m为注入密封罐的易挥发性液体中溶质的摩尔质量，m1为注入密封罐的易挥发性液体中溶液的摩尔质量，ρ为注入密封罐的易挥发性液体中溶液的密度，h为注入密封罐的易挥发性液体的饱和蒸气压，n为湿度传感器的检测值，z为注入密封罐的易挥发性液体的体积，v为密封罐的体积，k0为0摄氏度下的热力学温度值，k1为温度传感器二的检测值，k2为温度传感器一的检测值，t为注入密封罐的易挥发性液体的挥发时间，g为重力加速度，取值为9.8m/s2，a为密封罐的横截面积；
[0123]
步骤2、控制器根据检测装置检测出的半导体层二4在大气条件下的阻值、密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二4的阻值、公式(1)计算出的一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度和公式(3)计算出由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的合格度，若计算出的合格度小于预设值，控制器控制报警器二报警，提醒实验者由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度不合格，可通过增加重金属粒子，降低半导体层二4的厚度来提高由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度；
[0124][0125]
其中，δ为由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的合格度，r1为半导体层二4在大气条件下的阻值，r2为密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下
的半导体层二4的阻值，a为半导体层二4与电极组2的接触面积，l为孔洞401的直径，θ为半导体层二4的电导率，n为半导体层二4内部的载流子密度，n1为半导体层二4内部的重金属颗粒的密度，h为半导体层二4的厚度，α为氧气的吸附平衡常数，p为大气压强，β为待检测气体的吸附平衡常数，r为大气常数。
[0126]
上述技术方案的有益效果为：
[0127]
在由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器只使用半导体层二4进行工作时，对由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器通过灵敏度检测装置进行检测，通过易挥发性的液体来获得待检测气体，将一定量的易挥发性的液体注射入固定容量的密封罐中即可得到一定浓度的待检测气体，包括以下步骤：首先将温度传感器一设置在密封罐所处的环境中检测出密封罐所处的环境温度值；将温度传感器二设置在密封罐内部检测出密封罐内部的温度值；将湿度传感器设置在密封罐内部检测出密封罐内部的湿度值；使用检测装置检测出半导体层二4在大气条件下的阻值(大气条件为密封罐所处环境中的空气条件，包括温度，由温度传感器一检测)，然后使用检测装置检测出密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二4的阻值(检测装置选用rq
‑
2系统进行检测，密封罐内一定温度由温度传感器二检测)，利用控制器首先根据温度传感器一检测出的密封罐所处的环境温度值、温度传感器二检测出的密封罐内部的温度值、湿度传感器检测出的密封罐内部的湿度值和公式(1)计算出一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度，控制器根据检测装置检测出的半导体层二4在大气条件下的阻值、密封罐内一定温度和一定浓度的待检测气体下的半导体层二4的阻值、公式(1)计算出的一定量的易挥发性的液体注入到密封罐中一段时间后待检测气体的浓度和公式(3)计算出由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的合格度，若计算出的合格度小于预设值，控制器控制报警器二报警，提醒实验者由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度不合格，可通过增加重金属粒子，降低半导体层二4的厚度来提高由金属氧化物多孔薄膜和孔洞构成的复合结构气体传感器的灵敏度。
[0128]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。