一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，包括承载部件封装在承载部件内的气敏元件，所述承载部件包括基座、加热引脚、信号测量引脚及保护帽；保护帽外套装有导流组件，导流组件中部设有容腔，导流组件底部设有导流室，保护帽的下部设有过气孔，容腔与导流室之间设有通气槽，所述导流室依次通过通气槽、容腔及过气孔实现与保护帽内腔相连通，导流室的侧壁上设有出气口，并连接有导流扇；所述气敏元件包括绝缘陶瓷管，绝缘陶瓷管外侧壁镶嵌有测量电极，并覆有气敏涂层，绝缘陶瓷管内部绕设有加热电阻丝。本发明专利技术通过导流组件使气体流动由自由扩散变为流动扩散，气体扩散速度快、浓度分布均匀，提高了传感器检测的响应/恢复速度。应/恢复速度。

【技术实现步骤摘要】
一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器


[0001]本专利技术属于半导体气体传感器
，具体涉及一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器。

技术介绍

[0002]半导体气体传感器以金属氧化物为气敏材料，其工作原理是根据在一定工作温度下待测气体在半导体金属氧化物表面发生氧化/还原反应时引起氧化物的电阻值发生变化。此种传感器气敏性能优异、测量范围广、制作工艺相对简单且价格低廉，便于集成与构建无线传感器网络，被广泛应用于碳氧化物、氮氧化物和挥发性有机复合物等部分有毒、易燃、易爆和污染气体等的监测。
[0003]根据加热方式，半导体气体传感器可分为直热式和旁热式。直热式是将加热丝、测量丝直接埋入气敏材料粉末中烧结而成，工作时加热丝通电，测量丝测量材料电阻值，直热式器件制作简单，成本低，但是测量回路和加热回路之间没有隔离，容易相互干扰。旁热式整体结构可分为加热元件、气敏材料、检测部件和承载部件四部分，是现在使用最为广泛的半导体气体传感器结构。但是，随着半导体气体传感器工作时间的延长，会出现零点漂移和灵敏度下降的现象，对目标气体的响应/恢复速度减慢。
[0004]申请号为CN202122305913.2的专利公开了一种固定式可燃气体检测仪结构，包括保护壳，保护壳的内部设置有气体检测显示电路系统，保护壳的后表面设置有安装机构，气体检测显示电路系统包括两个通气管道，两个通气管道的内部安装有保温管，保护壳的正表面固定安装有卡环，卡环的外表面螺纹连接有盖帽，盖帽的内部活动嵌设有玻璃片。当催化燃烧可燃气体传感器进行工作时，会产生一定热量，由于两个通气管道与保温管呈管状，使得顶部通气管道中的空气温度高于外部空气温度，通过热空气上升的原理，使得外部气体流入保护壳内部，明显快于气体自由扩散进入保护壳内部，因此传感器装置响应速度会明显提高，从而达到提高可燃气体检测仪响应速度。
[0005]虽然气体流动受制于管路和腔体，但是实际检测中，还和环境中气体的互扩散过程有关，如果气体的扩散较慢，比如在低温下或者气体分子扩散系数较低的情况，实际上腔体中气体的切换仍产生不同程度的滞后，不利于气敏元件获得快速响应恢复的性能，进而影响可燃气体传感器检测的灵敏度。

技术实现思路

[0006]为了提高半导体可燃气体传感器的响应恢复速度，本专利技术提供了一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，包括承载部件封装在承载部件内的气敏元件，所述承载部件包括基座，基座上插接有加热引脚及信号测量引脚，基座顶部套设有保护帽，保护帽的顶部设有若干透气孔；保护帽外套装有导流组件，所述导流组件的中部
设有容腔，导流组件的底部设有导流室，保护帽侧壁的下部设有过气孔，容腔与导流室之间设有通气槽，所述导流室依次通过通气槽、容腔及过气孔实现与保护帽内腔相连通，导流室的侧壁上设有出气口，所述出气口处连接有导流扇；所述气敏元件包括绝缘陶瓷管，绝缘陶瓷管外侧壁镶嵌有测量电极，测量电极的端部连接有导电带，所述导电带与信号测量引脚电性连接；绝缘陶瓷管外覆有气敏涂层，所述气敏涂层覆盖测量电极；绝缘陶瓷管内部沿圆周方向绕设有若干圈加热电阻丝，加热电阻丝的端部与加热引脚电性连接。
[0009]本专利技术通过导流组件形成环状的容腔及导流室，通过合理设计过气孔、通气槽、出气口的位置，使气体流动由自由扩散变为流动扩散，并且半导体可燃气体传感器内不存在气体交互的死体积，气体扩散速度快、浓度分布均匀，提高了传感器检测的响应/恢复速度。
附图说明
[0010]图1为本专利技术所述半导体可燃气体传感器的结构示意图；
[0011]图2是图1中保护帽及导流组件的结构示意图；
[0012]图3是图2中内套件的结构示意图；
[0013]图4是所述测量电极及导电带的结构示意图；
[0014]图5是实施例3所述气敏涂层的扫描电镜表征图(SEM)。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0016]下述实施例中所述氧化锡购自麦克林，型号为T817641，粒径为50～70nm；铂黑购自阿拉丁，型号为P113302，粒径为10nm；氯化钯购自阿拉丁，型号为P282904，粒径为70nm；氧化铝购自麦克林，型号为A800207，粒径为150nm；硫酸亚锡购自阿拉丁，型号为S112918，粒径为0.1mm；氧化镁购自麦克林，型号为M813080，粒径为100nm；三氧化钨购自麦克林，型号为T818835，粒径为150nm；五氧化二钒购自阿拉丁，型号为V112535，粒径为80nm；五氧化二锑购自阿拉丁，型号为A100109，粒径为20nm；酸洗石棉购自阿拉丁，型号为A104830；硅酸四乙酯购自麦克林，型号为T819505。
[0017]实施例1
[0018]如图1～4所示，一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，包括承载部件封装在承载部件内的气敏元件1。所述承载部件包括基座2，基座2上插接有加热引脚3及信号测量引脚4，基座2顶部套设有保护帽5，保护帽5的顶部设有若干透气孔6。基座2的一侧设有引导块7，保护帽5的底部设有连接板8，连接板8的底部设有引导槽9，所述引导槽9与引导块7相匹配。
[0019]保护帽5外套装有导流组件，所述导流组件包括同轴设置的外套件10、内套件11及导流环12。所述外套件10包括呈上下同轴连接的第一筒部101及第二筒部102，所述第一筒部101与第二筒部102的外径相同，第一筒部101的内径与保护帽5的外径相适配，且第一筒部101的内侧壁与保护帽5外侧壁的中部螺纹连接，所述第二筒部102的内径大于第一筒部
101的内径，以使第二筒部102的内侧壁与保护帽5外侧壁之间有间距。所述内套件11的内径与保护帽5的外径相适配，且内套件11套装于保护帽5外侧壁的下部，内套件11上部设置有外螺纹17，内套件11通过外螺纹17与第二筒部102下部螺纹连接，内套件11的底部低于外套件10的底面。内套件11的顶面与第一筒部101的底面之间有间距，第一筒部101底面、第二筒部102内侧面、内套件11顶面及保护帽5外侧面围合形成环状的容腔13，所述容腔13绕保护帽5外环绕一周，且容腔13位于保护帽5的下部，保护帽5外侧壁的下部设有过气孔15，所述容腔13通过过气孔15与保护帽5内腔相连通。所述导流环12位于外套件10的下方，导流环12包括管体部121及连接于管体部121底面的环面部122，所述管体部121的顶部插接于外套件10的底部，所述管体部121的内径大于内套件11的外径，所述环面部122的内侧与内套件11外侧面的底部无缝靠接。所述导流环12、内套件11的外侧面及第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，包括承载部件封装在承载部件内的气敏元件，其特征在于：所述承载部件包括基座，基座上插接有加热引脚及信号测量引脚，基座顶部套设有保护帽，保护帽的顶部设有若干透气孔；保护帽外套装有导流组件，所述导流组件的中部设有容腔，导流组件的底部设有导流室，保护帽侧壁的下部设有过气孔，容腔与导流室之间设有通气槽，所述导流室依次通过通气槽、容腔及过气孔实现与保护帽内腔相连通，导流室的侧壁上设有出气口，所述出气口处连接有导流扇；所述气敏元件包括绝缘陶瓷管，绝缘陶瓷管外侧壁镶嵌有测量电极，测量电极的端部连接有导电带，所述导电带与信号测量引脚电性连接；绝缘陶瓷管外覆有气敏涂层，所述气敏涂层覆盖测量电极；绝缘陶瓷管内部沿圆周方向绕设有若干圈加热电阻丝，加热电阻丝的端部与加热引脚电性连接。2.根据权利要求1所述快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，其特征在于：所述导流组件包括同轴设置的外套件、内套件及导流环；所述外套件的上部套装于保护帽的中部，外套件下部的内侧壁与保护帽的外侧壁之间有间距；所述内套件套装于保护帽的下部，且内套件与外套件下部的内侧壁螺纹连接，内套件的底面低于外套件的底面；所述容腔位于外套件内，且容腔位于内套件的上方；所述导流环位于外套件的下方，且导流环套装于内套件的下部，所述导流室位于导流环内。3.根据权利要求2所述快速响应恢复的半导体可燃气体传感器，其特征在于：所述外套件包括呈上下同轴连接的第一筒部及第二筒部，所述第一筒部与第二筒部的外径相同，第一筒部的内径与保护帽...

【专利技术属性】
技术研发人员：时学瑞，申林，郭豫川，王冉，石保敬，贾毅博，赵静，焦晋鹏，髙国涛，靳小丹，沈小红，宋雨萍，张鹏，杨裕清，
申请(专利权)人：河南森斯科传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：