CN101762625A - 气敏材料的气敏性测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气敏材料的气敏性测量装置，包括密封壳体，在壳体内设有加热台以及伸入壳体的两个电极探针机构和聚四氟乙烯结构块；所述密封壳体包括筒体，密封设置在筒体上方的上端盖以及密封设置在筒体下方的下端盖；所述加热台包括螺纹副连接的腔体和位于加热台腔体内的加热电阻丝、热电偶温度计以及隔热保温石英棉；所述电极探针机构包括由外部伸入壳体的电极，电极位于壳体内的一端连接有活动弹片，所述活动弹片一端连接有探针夹头。本发明探针与气敏材料接触可靠；加热台工作温度能有效的传递给气敏薄膜；整个装置外部温度低于手可触摸温度；缩小反应室体积，加快气体浓度调节；测量装置在抽真空状态下，超过10个小时气压不变，密封性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种气敏性测量装置，特别是用于定浓度定量气体对气敏材料的气敏性测量装置。
背景技术
目前主流的气体传感器敏感单元是以SnO2为主的气体敏感材料，需要工作在一定的温度下，测试的对象多数是易燃易爆易泄露气体。这就对微小东西的固定、工作温度的设置、气体敏感单元性能指标的测试、气体的泄漏及实验的安全性带来了很大的困难。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种气敏材料的气敏性测量装置。
技术方案：本发明公开了一种气敏材料的气敏性测量装置，包括密封壳体，在壳体内设有加热台以及伸入壳体的两个电极探针机构和聚四氟乙烯结构块；
所述密封壳体包括筒体，密封设置在筒体上方的上端盖以及密封设置在筒体下方的下端盖；
所述加热台包括上盖和下盖，上盖和下盖之间通过螺纹副连接，上盖和下盖内有加热电阻丝、热电偶温度计及隔热保温石英棉；所述下盖与密封壳体的下端盖固定连接；所述加热台的上盖的中心位置设有测量区；
所述电极探针机构包括由外部伸入壳体的电极，电极位于壳体内的一端连接有活动弹片，所述活动弹片一端连接有探针夹头，所述探针夹头内夹持有探针；所述电极与活动弹片连接一端活动连接有用于压紧活动弹片的压紧机构，所述压紧机构位于活动弹片上方；
所述压紧机构包括压板以及连接在压板一端的压紧螺栓，所述压板通过螺丝与电极活动连接；
所述筒体上设有排气孔和进气孔，其中排气孔位于筒体的上半部，进气孔位于筒体的下半部；
所述聚四氟乙烯结构块由上结构块、中结构块以及下结构块构成；所述下结构块嵌套在所述加热台上的上盖上，且与上盖之间留有缝隙，且下结构块与所述测量区相对应的位置设有测量通孔，下结构块上表面设有与测量通孔连通的且延伸至下结构块边缘的进气通道槽；所述中结构块上与所述下结构块的测量通孔对应的位置设有气体反应腔；所述上结构块的下表面设有出气通道槽，所述出气通道槽一端与所述中结构块的气体反应腔位置对应，另一端延伸至上结构块边缘。
本发明中，优选地，所述加热台上盖的中心位置设有向内凹陷的测量区，该区域用于放置待检测的气敏性材料，探针压住气敏性材料，同时该区域内的加热效果也最好。
本发明中，优选地，所述上端盖分为中心区和外沿区，其中中心区壁厚小于外沿区壁厚。所述上端盖外表面与中心区对应的位置设有十字槽。由此，当密封壳体内的压力过高时，能够爆开上端盖，迅速释放压力，从而降低损失。
本发明中，优选地，所述上端盖上设有散热片。
本发明中，优选地，所述电极位于筒体外侧的一端连接有风扇。
本发明中，优选地，所述下端盖下方紧密贴合有散热片以及风扇。由此可以大大降低筒体内的温度，保证测量的精度以及测量的安全性。
本发明中，优选地，所述电极与筒体接触的位置设有密封绝缘套。
本发明中，优选地，所述上结构块、中结构块以及下结构块上与伸入筒体内的电极对应的位置设有凹口。由此，便于聚四氟乙烯结构块安装进入筒体内。
有益效果：本发明的有益效果在于：1、气敏材料易于固定于加热台测量区；2、加热台工作温度能有效的传递给气敏薄膜；3、探针与气敏材料接触可靠；4、整个装置外部温度低于手可触摸温度；5、缩小反应室体积，加快气体浓度调节；6、测量装置在抽真空状态下，超过10个小时气压不变，密封性能好；7、所有连接件除下端盖与筒体连接是焊接外，其他全部是通过螺纹副连接，便于调节、拆装。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明不包括聚四氟乙烯结构块部分剖视图。
图2为本发明电极探针机构结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明中上端盖剖视图。
图5为图4的俯视图。
图6为本发明中筒体的结构示意图。
图7为本发明中下端盖的仰视图。
图8a和图8b为本发明中聚四氟乙烯结构块轴侧图以及分解图。
图9为本发明中加热台轴侧图。
图10为本发明中装置导线引出结构轴侧图。
具体实施方式：
本发明公开了一种气敏材料的气敏性测量装置，包括密封壳体，在壳体内设有加热台以及伸入壳体的两个电极探针机构和聚四氟乙烯结构块；所述密封壳体包括筒体，密封设置在筒体上方的上端盖以及密封设置在筒体下方的下端盖；所述加热台包括上盖和下盖，上盖和下盖之间通过螺纹副连接，上盖和下盖内有加热电阻丝、热电偶温度计及隔热保温石英棉；所述下盖与密封壳体的下端盖固定连接；所述加热台的上盖的中心位置设有测量区；所述电极探针机构包括由外部伸入壳体的电极，电极位于壳体内的一端连接有活动弹片，所述活动弹片一端连接有探针夹头，所述探针夹头内夹持有探针；所述电极与活动弹片连接一端活动连接有用于压紧活动弹片的压紧机构，所述压紧机构位于活动弹片上方；所述压紧机构包括压板以及连接在压板一端的压紧螺栓，所述压板通过螺丝与电极活动连接；所述筒体上设有排气孔和进气孔，其中排气孔位于筒体的上半部，进气孔位于筒体的下半部；所述聚四氟乙烯结构块由上结构块、中结构块以及下结构块构成；所述下结构块嵌套在所述加热台的上盖上，与上盖之间留有缝隙，且下结构块与所述测量区相对应的位置设有测量通孔，下结构块上表面设有与测量通孔连通的且延伸至下结构块边缘的进气通道槽；所述中结构块上与所述下结构块的测量通孔对应的位置设有气体反应腔；所述上结构块的下表面设有出气通道槽，所述出气通道槽一端与所述中结构块的气体反应腔位置对应，另一端延伸至上结构块边缘。所述上端盖分为中心区和外沿区，其中中心区壁厚小于外沿区壁厚。所述装置导线引出机构位于筒体下方；所述上端盖外表面与中心区对应的位置设有十字槽。其特征在于，所述上端盖上设有散热片。所述电极位于筒体外侧的一端连接有风扇。所述下端盖下方紧密贴合有散热片以及风扇。所述电极与筒体接触的位置设有密封绝缘套。
实施例
更具体地说，如图1所示，本发明所述气敏材料的气敏性测量装置包括下端盖5与空心圆柱体筒体3通过焊接成一体，筒体3与下端盖结合处呈凹、凸结构4设计，保证密封性。如图7和图10所示，所述下端盖5上钻有四个通孔33，配上螺柱48及绝缘套47，组成装置电学导线引出机构，避免了直接导线引出造成装置不密封。四个M5螺纹盲孔，拧上螺栓，加热台9固定在四个螺丝6上，通过旋转螺丝，调节加热台9高度及水平度。如图9所示，所述加热台9由上盖42和下盖46通过螺纹副连接，内有加热电阻丝44、热电偶温度计43及隔热保温石英棉45。加热电阻丝44成盘形状，热电偶温度计43位于加热电阻丝的中心。加热电阻丝和热电偶温度计隔着一层薄石英棉与加热台上端盖内表面紧密贴合，加热台腔体内剩余空间填满保温石英棉45，起到既能很好的固定加热电阻丝和热电偶温度计的位置，增加加热台螺纹副连接的预紧力，又能保证产生的热量基本都传到加热台测量区8。空心圆柱体筒体3外径Φ160mm，内径Φ140mm，高100mm，筒壁上开有四个Φ10mm螺纹通孔，对应齐高两个孔30用于放置电极探针机构2。另两个孔一高一低，低的为用于通入气体的进气孔29，位置与加热台工作平面齐平，保证通入气体与气敏薄膜充分接触，高的为用于排出气体的排气孔28，如图6所示。如图8所示，聚四氟乙烯结构块37分为上结构块37a、中结构块37b、下结构块37c三个结构块。目的是进一步缩小气体反应装置的内部空间，加快气体浓度梯度的变化，聚四氟乙烯本身的绝缘性质又不影响其他结构件的正常工作。下层聚四氟乙烯结构块套在加热台上，其内表面与加热台上表面间隙约0.5mm。下层聚四氟乙烯结构块中心开有测量通孔49，孔径略大于加热台测量区8，在其一侧开有与测量通孔49连通的且延伸至下层结构块边缘的进气通道槽40，引导气体进入气体反应腔39。中聚四氟乙烯结构块中间开有方形孔，配合上、下聚四氟乙烯结构块组成气体反应腔。上层聚四氟乙烯结构块一侧下表面开有出气通道槽38，所述出气通道槽一端与所述中结构块的气体反应腔位置对应，另一端延伸至上结构块边缘，引导气体流出气体反应腔39。所述上结构块37a、中结构块37b以及下结构块37c上与伸入筒体内的电极对应的位置设有凹口。上端盖1与空心圆柱体筒体3加上密封垫圈26通过六个螺纹副7固定。
如图4和图5所示，所述上端盖1上开有十字槽27，同时中心区壁厚小于外沿区壁厚，以防气体爆炸。
如图2和图3所示，电极探针机构2的组成，包括电极16，用于气敏材料电学变量的测量输出，电极与筒体孔通过绝缘套15固定。活动弹片19一端设有方孔22，M3螺丝18穿过方孔22连接电极，便于活动弹片19的调节。活动弹片19端部用螺丝20连接有钢块21和钢板24，钢块上开有定位槽25从而构成探针夹头，探针10通过钢块21、钢板24及M3螺丝23夹紧于定位槽内。在电极上方通过连接件14、M3螺丝13，装有压板12，调节压板前端螺栓11从而构成压紧机构，调整探针与气敏薄膜的接触预紧力，避免探针的接触不良。
加热台上开有凹槽8从而形成测量区，同时为气敏薄膜的工作区域。气敏薄膜31通过导热胶固定于加热台工作区域，一方面能保证加热台表面温度与气敏薄膜工作温度一致，导热胶具有的粘性又保证了气敏薄膜的固定。
上端盖十字槽两侧散热片35，下端盖下方装有散热片以及散热风扇32，两电极端部17分别装有散热风扇36，保证整个实验装置外部温度低于手可触摸温度。整个装置通过四个支撑柱34支撑。
本测量装置的加热台工作温度能有效的传递给气敏薄膜，探针与气敏薄膜接触可靠，增加聚四氟乙烯结构块，缩小反应室体积，加快气体浓度梯度的变化，整个装置外部温度低于手可触摸温度，防爆，密封性能好，易于调节、拆装。
本发明提供了一种气敏材料的气敏性测量装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，包括密封壳体，在壳体内设有加热台以及伸入壳体的两个电极探针机构和聚四氟乙烯结构块；
所述密封壳体包括筒体，密封设置在筒体上方的上端盖以及密封设置在筒体下方的下端盖；
所述加热台包括上盖和下盖，上盖和下盖之间通过螺纹副连接，上盖和下盖内有加热电阻丝、热电偶温度计及隔热保温石英棉；所述下盖与密封壳体的下端盖固定连接；所述加热台的上盖的中心位置设有测量区；
所述电极探针机构包括由外部伸入壳体的电极，电极位于壳体内的一端连接有活动连接有活动弹片，所述活动弹片一端连接有探针夹头，所述探针夹头内夹持有探针；所述电极与活动弹片连接一端活动连接有用于压紧活动弹片的压紧机构，所述压紧机构位于活动弹片上方；
所述压紧机构包括压板以及连接在压板一端的压紧螺栓，所述压板通过螺丝与电极活动连接；
所述筒体上设有排气孔和进气孔，其中排气孔位于筒体的上半部，进气孔位于筒体的下半部；
所述聚四氟乙烯结构块由上结构块、中结构块以及下结构块构成；所述下结构块嵌套在所述加热台的上盖上，且下结构块与所述测量区相对应的位置设有测量通孔，下结构块上表面设有与测量通孔连通的且延伸至下结构块边缘的进气通道槽；所述中结构块上与所述下结构块的测量通孔对应的位置设有气体反应腔；所述上结构块的下表面设有出气通道槽，所述出气通道槽一端与所述中结构块的气体反应腔位置对应，另一端延伸至上结构块边缘。
2.根据权利要求1所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述上盖的测量区部分向内凹陷。
3.根据权利要求2所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述上端盖分为中心区和外沿区，其中中心区壁厚小于外沿区壁厚。
4.根据权利要求3所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述上端盖外表面与中心区对应的位置设有十字槽。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述上端盖上设有散热片。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述电极位于筒体外侧的一端连接有风扇。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述下端盖下方紧密贴合有散热片以及风扇。
8.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述电极与筒体接触的位置设有密封绝缘套。
9.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述上结构块、中结构块以及下结构块上与伸入筒体内的电极对应的位置设有凹口。
10.根据权利要求1至4中任意一项所述的气敏材料的气敏性测量装置，其特征在于，所述加热电阻丝成盘形状，热电偶温度计位于加热电阻丝的中心，加热电阻丝和热电偶温度计上设有一层与加热台上端盖内表面紧密贴合的薄石英棉，加热台腔体内剩余空间填满保温石英棉。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120822 Termination date: 20190119 |
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