【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于气体传感器领域，具体是一种新型的电化学的气体传感器。
技术介绍
1、电化学气体传感器是一种常用的气体检测技术，可以用于监测和测量环境中的气体浓度，其利用电化学反应在气体与电极之间产生的电流来定量或定性地检测目标气体的存在和浓度。
2、现有技术中，由于电化学扩散式气体传感器具备结构简单、成本较低等特性被普遍使用。例如，中国专利文献cn2886564y记载的电化学扩散式气体传感器，其构成如下：圆形孔的凸形上压盖(1)，o型圈(2)，下方有凸形挡环的上壳体(3)，中心圆孔型螺旋压盖(4)，上方有凹槽的下壳体(5)，电插座(6)，封盖(7)，电极引线通道(8)，压盖圆形气孔(9)，螺旋压盖圆型气孔(10)，工作电极(11)，对电极(12)，参考电极(13)，吸湿材料(14)，封盖圆孔(15)。
3、上述技术方案的电化学扩散式气体传感器利用气体扩散进行气体浓度检测，存在如下问题:(1)响应时间通常需要几秒到几分钟不等，不适用于需要快速响应的应用场景；(2)由于检测过程中持续保持气体流通状态，外界气体对传感器检测易产生干扰，影响检测结果准确性；(3)传感器内部气体流动性较差，气体分子在传感器中停留的时间较长，可能导致反应的饱和或不均匀，从而降低了测量的准确性。
4、综上所述，亟需提出一种响应速度快、检测时不易受外界空气干扰以及内部气体流动性较好的新型的电化学气体传感器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新型的电化学的气体传感器，解决
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种新型的电化学的气体传感器，包括壳体和盖体，盖体可拆卸连接于壳体顶部，壳体内自上而下依次设置有感应电极、电解质和计数电极，感应电极和计数电极上下表面均设置有防透水膜，壳体底部设置有两个检测引脚，感应电极和计数电极均通过导线与对应的检测引脚电连接，感应电极上表面的防透水膜上设置有气体扩散膜；
3、气体扩散膜的上方的壳体内固定连接有弧形的双金属片，双金属片上开设有若干第一通气孔，双金属片初始状态下向壳体内凹陷，双金属片形变状态下向壳体外部凸起，双金属片表面设置有加热片，盖体上开设有若干第二通气孔，壳体内顶壁为与形变状态下双金属片形状匹配的弧形结构，且双金属片形变状态下将第二通气孔阻挡。
4、上述方案的技术原理如下：
5、常规状态下外界空气通过第二通气孔和第一通气孔缓慢进入壳体内，进行气体浓度检测前，通过加热片对双金属片进行加热，加热过程中外壳内部双金属片周围温度上升，根据热力学的规律，低温空间内的气体倾向于向高温空间流动，从而引导外界空气流向壳体内气体扩散膜上方区域；加热至双金属片形变温度后双金属片形变，双金属片将第二通气孔堵塞从而外界空气无法继续进入壳体内，已经进入壳体的空气通过气体扩散膜后与感应电极接触，并依次通过电解质和计数电极，通过检测两个检测引脚之间通过的电子数量，从而快速准确的检测出气体浓度。
6、采用上述方案有以下有益效果：
7、1、本方案，通过对双金属片加热过程中产生的温升，能够促进外界气体流入气体传感器内，并在双金属片加热至形变温度后发生形变阻挡外界气体持续流入传感器内，再在相对独立的空间内完成气体浓度检测，相较于现有的电化学扩散式气体传感器，能够减少外界气体的干扰，使传感器能够更快地响应目标气体的变化。
8、2、本方案，阻挡外界气体持续进入后进行目标气体浓度检测，相较于现有的电化学扩散式气体传感器，能够减小传感器外界环境气体与传感器之间的交换速率，提高检测的灵敏度和响应速度，同时减少外界气体对传感器检测的干扰，使其更准确地检测目标气体。
9、3、本方案，相较于采用风扇或泵辅助引导外界空气进入的气体传感器，结构更加简单、占用空间更小，且成本较低。
10、4、本方案，可通过加热片保持对双金属片进行加热，保持长时间的阻止外界空气流入传感器，能够进行零浓度检测，因为目标气体在传感器内反应后持续减少，在没有目标气体的情况下，传感器输出的电流应该接近零，从而能够实现对传感器的基础校准，相较于传统的传感器校准方式，无需拆卸传感器，通过远程操控即可实现。
11、进一步，第一通气孔和第二通气孔均为矩形结构，双金属片上表面设置有与第一通气孔形状匹配的堵塞条，双金属片形变状态下其上表面与盖体内顶壁贴合，且第一通气孔与第二通气孔位置交错布置，堵塞条延伸至第二通气孔内。
12、有益效果：在双金属片形变后，堵塞条延伸至第二通气孔内，一方面能够促进更加封闭的对第二通气孔进行堵塞，另一方面能够在延伸至第二通气孔内瞬间向外推出第二通气孔内附着的空气中的灰尘。
13、进一步，壳体或盖体上设置有温度传感器，温度传感器用于采集外界环境温度，温度传感器信号连接有控制器，控制器与加热片信号连接，控制器用于根据温度传感器采集的外界环境温度对加热片加热温度进行调节。
14、有益效果：通过温度传感器检测气体传感器外部温度，对双金属加热温度进行调节，减少不必要的能耗，并确保加热温度到位，引导外界空气流入传感器内部。
15、进一步，加热片为网形发热丝，网形发热丝固定连接于双金属片底部。
16、有益效果：通过网形发热丝能够实现双金属片的均匀加热，同时为外界空气的流入预留充足空间。
17、进一步，扩散膜包括重叠的气体扩散调节板和气体扩散层，气体扩散层与感应电极上表面的防透水膜贴合。
18、有益效果：气体扩散调节板和气体扩散层能够对单位时间内空气与感应电极的接触量进行控制。
19、进一步，感应电极和计数电极之间的壳体内设置有参比电极，壳体底部设置有参比引脚，参比电极通过导线与参比引脚电连接。
20、有益效果：通过参比电极提供一个稳定的电势参考以及保持传感器的灵敏度和准确度。
21、进一步，盖体上表面设置有过滤片，过滤片由活性炭和亲水性高分子组成。
22、有益效果：通过过滤片对进入传感器的空气杂质进行过滤。
23、进一步，双金属片为铁-镍合金双金属片，铁-镍合金双金属片的形变温度为50℃，铁-镍合金双金属片的复位温度为20℃。
24、有益效果：采用形变温度为50℃，复位温度为20℃的铁-镍合金双金属片能够适应更多环境的气体监测。
25、进一步，还包括计数器，计数器包括底座和显示器，底座上开设有安装槽，安装槽内开设有与检测引脚和参比引脚一一对应的连接孔，连接孔内设置有导电片，导电片与控制器信号连接，控制器与显示器信号连接。
26、有益效果：通过计数器对安装到其安装槽内的传感器进行检测的气体浓度显示，能够更加便捷直观的获取目标气体的浓度。
27、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型的电化学的气体传感器，其特征在于：包括壳体和盖体，盖体可拆卸连接于壳体顶部，壳体内自上而下依次设置有感应电极、电解质和计数电极，感应电极和计数电极上下表面均设置有防透水膜，壳体底部设置有两个检测引脚，感应电极和计数电极均通过导线与对应的检测引脚电连接，感应电极上表面的防透水膜上设置有气体扩散膜；
2.根据权利要求1所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：第一通气孔和第二通气孔均为矩形结构，双金属片上表面设置有与第一通气孔形状匹配的堵塞条，双金属片形变状态下其上表面与盖体内顶壁贴合，且第一通气孔与第二通气孔位置交错布置，堵塞条延伸至第一通气孔内。
3.根据权利要求2所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：壳体或盖体上设置有温度传感器，温度传感器用于采集外界环境温度，温度传感器信号连接有控制器，控制器与加热片信号连接，控制器用于根据温度传感器采集的外界环境温度对加热片加热温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：加热片为网形发热丝，网形发热丝固定连接于双金属片底部。
5.根据权利要
6.根据权利要求5所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：感应电极和计数电极之间的壳体内设置有参比电极，壳体底部设置有参比引脚，参比电极通过导线与参比引脚电连接。
7.根据权利要求6所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：盖体上表面设置有过滤片，过滤片由活性炭和亲水性高分子组成。
8.根据权利要求7所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：双金属片为铁-镍合金双金属片，铁-镍合金双金属片的形变温度为50℃，铁-镍合金双金属片的复位温度为20℃。
9.根据权利要求8所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：还包括计数器，计数器包括底座和显示器，底座上开设有安装槽，安装槽内开设有与检测引脚和参比引脚一一对应的连接孔，连接孔内设置有导电片，导电片与控制器信号连接，控制器与显示器信号连接。
...【技术特征摘要】
1.一种新型的电化学的气体传感器，其特征在于：包括壳体和盖体，盖体可拆卸连接于壳体顶部，壳体内自上而下依次设置有感应电极、电解质和计数电极，感应电极和计数电极上下表面均设置有防透水膜，壳体底部设置有两个检测引脚，感应电极和计数电极均通过导线与对应的检测引脚电连接，感应电极上表面的防透水膜上设置有气体扩散膜；
2.根据权利要求1所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：第一通气孔和第二通气孔均为矩形结构，双金属片上表面设置有与第一通气孔形状匹配的堵塞条，双金属片形变状态下其上表面与盖体内顶壁贴合，且第一通气孔与第二通气孔位置交错布置，堵塞条延伸至第一通气孔内。
3.根据权利要求2所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：壳体或盖体上设置有温度传感器，温度传感器用于采集外界环境温度，温度传感器信号连接有控制器，控制器与加热片信号连接，控制器用于根据温度传感器采集的外界环境温度对加热片加热温度进行调节。
4.根据权利要求3所述的新型的电化学的气体传感器，其特征在于：加热片为网形发热丝，网形发热...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐湘方，熊本海，郑姗姗，王辉，陈睿鹏，
申请(专利权)人：中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，
类型：发明
国别省市：
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