一种气体分析传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种气体分析传感器，包括传感器电路、测量元件以及连接传感器电路和测量元件的连接组件，测量元件包括外壳、铜套、隔板以及电阻丝，铜套置于外壳内侧，外壳上设有竖向的进气口以及圆形且竖向排列的出气口，隔板置于铜套内侧且将铜套内腔均分为两个区域，两个区域分别为检测腔和参考腔，电阻丝在检测腔和参考腔内等量分布，铜套上朝向被测气体的一侧设有横向设置的条形通孔，背离被测气体的一侧设有圆孔；本发明专利技术中朝向被测气体的一侧设有横向的条形通孔，同时背离被测气体的一侧设有圆孔，使得进入到传感器的气体通量相同，从而保证传感器的平稳性和准确性。保证传感器的平稳性和准确性。保证传感器的平稳性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种气体分析传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，特别涉及一种气体分析传感器。

技术介绍

[0002]21世纪，随着经济的迅速发展，各领域也在源源不断的利用原料生产资源以满足人类的需求。重质气体常作为生产原料应用于核工业、石油化工等重工业领域。通常在作为工业原料的重质气体并不纯净，会存在轻杂质气体。纯度达不到工业所需要求的重质气体会不仅影响生成产品的质量，也容易出现安全隐患。故对于重质气体中的轻杂质气体的百分比含量进行测量，检测气体的纯度才能起到保证产品质量，消除安全隐患的作用。
[0003]轻杂质气体分析保护传感器常用于测量实际工程中重质气体中轻杂质气体的百分比含量，其原理为被分析气体分别流经测量腔室和补偿腔室，在腔室内与热丝发生热交换，使热丝温度发生变化导致阻值变化，进而产生电信号的变化，检测电信号进行轻质气体百分比含量的分析。
[0004]现有的气体分析的传感器如专利号为CN201420636164.9的一种气体分析传感器，实施例提供的气体分析传感器实现了对气体压力的检测，并且提供了在气体压力上升到一定程度时，对热导式气体传感器进行保护的机制。但是依然存在因为气体通量不同导致影响传感器的平稳性和准确性的问题。

技术实现思路

[0005]专利技术的目的在于提供一种气体分析传感器，解决了现有的传感器因为气体通量不同导致影响传感器的平稳性和准确性的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种气体分析传感器，包括传感器电路、测量元件以及连接传感器电路和测量元件的连接组件，所述测量元件包括外壳、铜套、隔板以及电阻丝，所述铜套置于所述外壳内侧，所述外壳上设有竖向的进气口以及圆形且竖向排列的出气口，所述隔板置于所述铜套内侧且将所述铜套内腔均分为两个区域，所述两个区域分别为检测腔和参考腔，所述电阻丝在所述检测腔和所述参考腔内等量分布，所述铜套上朝向被测气体的一侧设有横向设置的条形通孔，背离被测气体的一侧设有圆孔。
[0007]被分析气体分别流经传感器测量腔室和参考腔室，并通过通入气体带走电阻丝的热量变化来测量轻质气体的百分比含量。朝向被测气体的一侧设有横向的条形通孔，同时背离被测气体的一侧设有圆孔，使得进入到传感器的气体通量相同，从而保证传感器的平稳性和准确性。
[0008]本专利技术的进一步技术方案是：与来流通道相连的为检测腔，与去流通道相连的为参考腔。
[0009]本专利技术的进一步技术方案是：所述条形通孔为多个且均匀设置，所述条形通孔的总面积为来流通道面积，所述圆孔为多个且均匀设置，所述圆孔的总面积为去流通道面积。
[0010]所述方形通孔的大小相同且均匀分布在铜套上。
[0011]本专利技术的进一步技术方案是：所述来流通道与去流通道的面积比为(50
‑
80)：1。
[0012]误差信号、有益信号与反应时间根据传感器本身结构而定，误差信号与有益信号比例与铜套来流、去流通道面积比例相关，当铜套来流通道面积：铜套去流通道面积在50：1
‑
80：1之间时，可使误差信号低于阈值电压
±
0.5V、有益信号大于3.2V且反应时间小于1s。
[0013]所述来流通道面积：去流通道面积为：(50
‑
80)：1，这就造成了两腔中的气体介质同被分析气体的交换速度不同,因而也造成了工作腔与补偿腔中轻杂质含量与它们在被分析气体介质中的含量平衡时间的差异。这就使那些不稳定因素，诸如：被分析气体的压力变化和温度波动,以及供电电压波动的影响缩小到最低限度。
[0014]本专利技术的进一步技术方案是：所述测量元件还包括膜管、镍网以及挡板结构，所述膜管套设在所述铜套外侧，所述镍网置于所述膜管外侧，所述挡板结构置于所述铜套与所述膜管之间。
[0015]所述膜管以及镍网底部固定在底板上。被分析介质通过多层镍网、膜管与铜套上的壁孔到达热敏电阻进行热交换，输出测量信号。
[0016]本专利技术的进一步技术方案是：所述挡板结构包括本体以及挡板，所述挡板在所述本体上呈α角度倾斜设置且所述挡板表面为弧形。
[0017]所述挡板在所述本体上呈α角度倾斜设置且所述挡板表面为弧形，起到阻挡可溶性凝胶的作用，提高传感器测量精度。此外，上下档板倾角方向相反。当镍网内部未设置档板时，镍网仅能有效阻挡大固体颗粒，而对于可溶性凝胶粒子无法形成有效阻挡，这是因为在不受到外部条件干扰的情况下，可溶性凝胶粒子是要进行无规则运动的，其从镍网外部向镍网内部传输的几率与从镍网内部向镍网外部传输的几率相当；而在传感器工作时，可溶性凝胶粒子在测试气流运动的裹挟下，其整体运动方向表现为镍网外部到镍网内部，大量可溶性凝胶粒子进入传感器核心部件中，影响传感器测量精度和灵敏度，加剧传感器核心部件的污染和老化，降低传感器的使用寿命。当镍网内部设置这种结构的档板时，可溶性凝胶粒子从镍网外部向镍网内部的传输几率大大小于可溶性凝胶粒子从镍网内部向镍网外部的传输几率，能够对可溶性凝胶粒子形成有效阻挡，使可溶性凝胶粒子进入传感器核心部件的概率由原来的46％锐减至5％以下，解决了可溶性凝胶粒子进入传感器核心部件引发的以上问题，此外，该档板的结构的设置还能够减少来流冲击，利于获得稳定的测试信号，提升传感器使用寿命。
[0018]本专利技术的进一步技术方案是：所述挡板沿着所述本体外周设置，且上下挡板之间倾斜方向相反。
[0019]本专利技术的进一步技术方案是：所述α为10
‑
30
°
，所述弧形的弧度圆心角为20
‑
60
°
。
[0020]本专利技术的进一步技术方案是：所述镍网的孔径为250
‑
300目。
[0021]可过滤焊渣等大固体颗粒杂质，保护传感器测量元件。
[0022]本专利技术的进一步技术方案是：所述膜管由镍粉烧结在网管上制成。
[0023]本专利技术的进一步技术方案是：所述电阻丝由金属丝螺旋式缠绕而成。
[0024]与直单丝相比，绕丝采用的丝更长，占有的长度空间更短。这样，在同等传感器有效空间内，相同温度变化的条件下，绕丝产生的信号量显著大于直丝的信号量，解决了有限空间内大取样信号的要求，提高了产品的灵敏度。
[0025]本专利技术的进一步技术方案是：所述隔板为用带孔隔板，防止筒腔受气动干扰；所述
隔板上覆盖着镍丝网，用以捕集气溶胶。
[0026]本专利技术中的传感器适用在被检验介质绝对压力为0.13
‑
12kPa时，使用环境空气温度10
‑
35℃。空气相对湿度在80％以内的设备系统上。
[0027]本专利技术的有益效果：被分析气体分别流经传感器测量腔室和补偿腔室，并通过通入气体带走电阻丝的热量变化来测量轻质气体的百分比含量，本专利技术朝向被测气体的一侧设有横向的条形通孔，同时背离被测气体的一侧设有圆孔，使得进入到传感器的气体通量相同，从而保证传感器的平稳性和准确性。具有检测可靠性高、降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体分析传感器，包括传感器电路、测量元件以及连接传感器电路和测量元件的连接组件，其特征在于：所述测量元件包括外壳(15)、铜套(13)、隔板(2)以及电阻丝(1)，所述铜套(13)置于所述外壳(15)内侧，所述外壳(15)上设有竖向的进气口以及圆形且竖向排列的出气口，所述隔板(2)置于所述铜套(13)内侧且将所述铜套(13)内腔均分为两个区域，所述两个区域分别为检测腔和参考腔，所述电阻丝(1)在所述检测腔和所述参考腔内等量分布，所述铜套(13)上朝向被测气体的一侧设有横向设置的条形通孔(16)，背离被测气体的一侧设有圆孔(17)。2.根据权利要求1所述的一种气体分析传感器，其特征在于，所述条形通孔(16)为多个且均匀设置，所述条形通孔(16)的总面积为来流通道面积，所述圆孔(17)为多个且均匀设置，所述圆孔(17)的总面积为去流通道面积。3.根据权利要求2所述的一种气体分析传感器，其特征在于，所述来流通道与去流通道的面积比为(50
‑
80)：1。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的一种气体分析传感器，其特征在于，所述测量元件还包括膜管(19)、镍网(14)以及挡板结构，所述膜管套设在所述铜套(13)外侧，所述镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁基敏，唐云剑，
申请(专利权)人：上海振太仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：