一种催化气体传感器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术提供的一种催化气体传感器及其制作工艺；包括外壳，外壳内竖直加工有两个空腔，两个空腔内均安装有铂电阻,铂电阻通过引线座安装在外壳内，引线座固定在另个空腔的一端，两个空腔的其余空间还分别填有催化填料和去敏填料，本发明专利技术空间占有率小，容易实现集成化；对被测对象影响较小，可以在不扰乱周围环境的情况下，以最接近自然的状态测量被测对象；灵敏度高，反应速度快；可靠性高，微加工元件是以在基片上光刻印刷所制成，其制作过程全部由高精度数控设备一次成型，所制得产品质量可靠，不存在人为失误所致误差；消耗电量小，微加工制成的铂薄膜面积小，热量散发少，功耗降低。功耗降低。功耗降低。

【技术实现步骤摘要】
一种催化气体传感器及其制作工艺


[0001]本专利技术涉及一种催化气体传感器及其制作工艺。

技术介绍

[0002]煤炭作为国家的基础能源，在冶炼、发电、装备制造、市政供暖等方面有着十分重要的作用，然而在实际的采煤作业中，由于瓦斯爆炸所引发的矿难屡见不鲜。这些血淋淋的教训让人们深刻地认识到提早检测瓦斯避免安全事故的发生是关系到矿工生命财产安全的重要措施。

技术实现思路

[0003]为解决矿井内部瓦斯监测设备的难题，由于微加工元件体积较小，微加工元件不仅便于携带，而且可以实现集成化。在本次设计中便是将微加工催化燃烧气体传感器与放大电路、MCU模块、无线传输模块等集成在一块板子上，这样便可以大大提高其功能性，本专利技术提供了一种催化气体传感器及其制作工艺。
[0004]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0005]本专利技术提供的一种催化气体传感器及其制作工艺；包括外壳，外壳内竖直加工有两个空腔，两个空腔内均安装有铂电阻,铂电阻通过引线座安装在外壳内，引线座固定在另个空腔的一端，两个空腔的其余空间还分别填有催化填料和去敏填料。
[0006]所述催化填料为含有钯金属的γ
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Al2O3晶体，所述去敏填料为含有去敏剂的γ
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Al2O3晶体。
[0007]基于催化燃烧的热效应原理。将传感器敏感器件涂覆上含有钯金属的γ
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Al2O3载体，然后将传感器补偿元件涂覆上含有去敏剂的γ
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Al2O3载体。实际工作中，补偿的方法是采用结构完全一样的敏感器件以及补偿器件组成测量电桥。
[0008]白金薄膜由于通电作用上升到较高的温度，当达到低于甲烷引爆温度的450℃的时候，甲烷会在催化剂的参与中，在敏感元件表面与CH4产生无焰燃烧，然而补偿元件由于催化剂失去活性而无法达到CH4燃烧温度。随着无焰燃烧的发生，气体浓度越高其敏感元件温度越高而补偿元件表面温度不变，敏感元件的白金导体电阻会升高而补偿元件不变，进而使得桥臂电阻值不相同并会输出与可燃物浓度成正相关的电信号。通过电桥两端的电压大小便可以测出待测气体浓度值。
[0009]所述引线座的中心加工有伸入外壳的空腔内的凸台，凸台的中心加工有通孔，通孔内通过固定胶固定有两根两头均伸出固定胶外且具有一定间距的接线端子，两根接线端子的顶端分别与铂电阻的两极固接。
[0010]所述铂电阻内包括陶瓷基板，陶瓷基板上制作有铂丝,铂丝的两端分别通过焊点焊接有一根引线,引线的另一端焊接在接线端子上。
[0011]所述铂丝在陶瓷基板的平面形状为多个连续的脉冲波。
[0012]1)将0.7～0.12mm厚的陶瓷基板在浓硫酸内煮沸；
[0013]2)捞出后清除陶瓷基板表面的杂质；
[0014]3)将陶瓷基板放入高真空磁控溅射镀膜机，将Pt离子溅射在陶瓷基板上形成Pt膜；
[0015]4)将陶瓷基本上的Pt模光刻为多个连续的脉冲波的形状；
[0016]5)在光刻后的Pt膜两端分别烧结银浆料形成引线端口，将引线焊接在引线端口上得到铂电阻；
[0017]6)加工外壳、引线座、接线端子，将接线端子通过固定胶固定在引线座内后，将铂电阻的两极焊接在接线端子上；
[0018]7)将两个焊接有铂电阻的引线座装配在外壳的两个空腔内，再将催化填料和去敏填料分别填入两个空腔。
[0019]所述光刻的具体工艺为：
[0020]51)使用匀胶机把抗蚀剂胶体均匀覆盖在陶瓷基板表面上产生0.5至1μm的薄膜；。
[0021]52)使用烘干机将胶层进行烘干，烘干机温度为90～120℃，持续烘干十分钟。
[0022]53)在覆盖上抗蚀剂的基板表面上放上掩膜板，使用光刻机光线照射掩膜，留下的正胶为所需的Pt膜形状。
[0023]54)通过腐蚀液将铂金属薄膜上没有覆盖正胶的区域去除，腐蚀液为盐酸和CuCl2混合液。
[0024]所述步骤3)中真空磁控溅射镀膜机通过Ar带电离子束轰击铂金属靶材将Pt离子溅射在陶瓷基板上。
[0025]本专利技术的有益效果在于：
[0026]1、空间占有率小。由于微加工元件体积较小，微加工元件不仅便于携带，而且可以实现集成化。对被测对象影响较小，可以在不扰乱周围环境的情况下，以最接近自然的状态测量被测对象；
[0027]2、灵敏度高，反应速度快。微加工元件由于其自身体积小，所以使得其热容量较小。传感器的热容量大小直接关系着传感器的敏感元件的温度变化情况。如果其热容量过大会使得传感器温度变化较慢，导致灵敏度降低、分辨率降低、热稳定性变差等问题；
[0028]3、可靠性高。微加工元件是以在基片上光刻印刷所制成，其制作过程全部由高精度数控设备一次成型，所制得产品质量可靠，不存在人为失误所致误差；
[0029]4、消耗电量小。微加工制成的铂薄膜面积小，热量散发少，功耗降低。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术的铂电阻结构示意图；
[0032]图3是本专利技术的铂电阻的实物图；
[0033]图中：1
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外壳，2
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引线座，3
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催化填料，4
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接线端子，5
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固定胶，6
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引线，7
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铂电阻，71
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铂丝，72
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陶瓷基板，73
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焊点，8
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去敏填料。
具体实施方式
[0034]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0035]一种催化气体传感器及其制作工艺；包括外壳1，外壳1内竖直加工有两个空腔，两个空腔内均安装有铂电阻7,铂电阻7通过引线座2安装在外壳1内，引线座2固定在另个空腔的一端，两个空腔的其余空间还分别填有催化填料3和去敏填料8。如附图1所示。将一对传感器同时封装在一个防爆壳体内，这样可以方便运用惠斯通电桥构造测量电路。此外，壳体上端的两个圆形便是可以透过气体的材料制成，这样便可以使得传感器与被测气体接触实现测量。
[0036]所述催化填料3为含有钯金属的，所述去敏填料8为含有去敏剂的。
[0037]所述引线座2的中心加工有伸入外壳1的空腔内的凸台，凸台的中心加工有通孔，通孔内通过固定胶5固定有两根两头均伸出固定胶5外且具有一定间距的接线端子4，两根接线端子4的顶端分别与铂电阻7的两极固接。
[0038]所述铂电阻7内包括陶瓷基板72，陶瓷基板72上制作有铂丝71,铂丝71的两端分别通过焊点73焊接有一根引线6,引线6的另一端焊接在接线端子4上。
[0039]所述铂丝71在陶瓷基板72的平面形状为多个连续的脉冲波。
[0040]1)将0.7～0.12mm厚的陶瓷基板在浓硫酸内煮沸；
[0041]2)捞出后清除陶瓷基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化气体传感器，其特征在于：包括外壳(1)，外壳(1)内竖直加工有两个空腔，两个空腔内均安装有铂电阻(7),铂电阻(7)通过引线座(2)安装在外壳(1)内，引线座(2)固定在另个空腔的一端，两个空腔的其余空间还分别填有催化填料(3)和去敏填料(8)。2.如权利要求1所述的催化气体传感器，其特征在于：所述催化填料(3)为含有钯金属的γ
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Al2O3，所述去敏填料(8)为含有去敏剂的γ
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Al2O3。3.如权利要求1所述的催化气体传感器，其特征在于：所述引线座(2)的中心加工有伸入外壳(1)的空腔内的凸台，凸台的中心加工有通孔，通孔内通过固定胶(5)固定有两根两头均伸出固定胶(5)外且具有一定间距的接线端子(4)，两根接线端子(4)的顶端分别与铂电阻(7)的两极固接。4.如权利要求1所述的催化气体传感器，其特征在于：所述铂电阻(7)内包括陶瓷基板(72)，陶瓷基板(72)上制作有铂丝(71),铂丝(71)的两端分别通过焊点(73)焊接有一根引线(6),引线(6)的另一端焊接在接线端子(4)上。5.如权利要求1所述的催化气体传感器，其特征在于：所述铂丝(71)在陶瓷基板(72)的平面形状为多个连续的脉冲波。6.一种催化气体传感器的制作工艺，其特征在于：1)将0.7～0.12mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭月江，江登林，窦立刚，杨红艳，王茜，张洪泉，
申请(专利权)人：贵州航天天马机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：