CN101975762B - 气体敏感元件防结露方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气体敏感元件防结露方法及装置，一种气体敏感元件防结露装置，包括气体敏感元件、安装板、外壳；其中，气体敏感元件安装在安装板上并设置在外壳的内腔中，其特征在于：在气体敏感元件的外周表面设置电热元件，电热元件通过引脚安装在安装板上，在外壳上设置有进气口，进气口与外壳的内腔相通并与气体传感元件的底面相对。使气体敏感元件能保持较高温度，从而即可避免在高湿环境下气体敏感元件内部光学表面结露，提高了检测精度及检测灵敏度，因此本发明非常适合我国煤矿井下使用，具有极大的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及气体敏感元件，具体涉及气体敏感元件防结露方法及装置。
背景技术
红外线气体检测技术是利用待测气体对特征红外波长的吸收特性进行气体浓度分析的一种先进技术，由于其具有检测精度高、气体选择性好等特点，被广泛用于石油化工、矿山开采等领域。
在我国煤矿开采过程中，有毒有害气体（如瓦斯、一氧化碳、二氧化碳等）灾害一直是制约煤矿开采及安全生产的最严重灾害，如何准确、有效的监测气体浓度成为煤矿安全生产的重要衡量指标。由于我国煤矿井下条件特殊、开采环境恶劣，高温高湿等一直是制约红外线气体检测技术在我国煤矿领域应用的主要障碍。
由于红外线气体检测敏感元件内部气室为光学器件构成，红外光在气室中多次反射后进入探测器最终实现气体浓度测量。其中光学气室均为金属镀金件，在高温高湿环境下表面极易结露，而一旦光学表面结露必然会改变光线的原有反射路线，从而导致测量数据出现极大偏差，因此如何有效防止红外元件在高温高湿环境中内部结露成为红外气体检测传感技术能否用于煤矿井下的先决条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种气体敏感元件防结露方法及装置。
为了解决上述问题，根据本发明的第一种技术方案，一种气体敏感元件防结露装置，包括气体敏感元件、安装板、外壳；其中，气体敏感元件安装在安装板上并设置在外壳的内腔中，其特点是：在气体敏感元件的外周表面设置电热元件，电热元件通过引脚安装在安装板上，电热元件发热对气体敏感元件加热；在外壳上设置有进气口，进气口与外壳的内腔相通并与气体传感元件的底面相对。
电热元件在工作状态下能够为气体敏感元件提供热量，使气体敏感元件能保持较高温度，从而即可避免在高湿环境下气体敏感元件内部光学表面结露，提高了气体敏感元件的测试精度和测试灵敏度；进气口与外壳的内腔相通，保证了气体敏感元件检测采集信号。
气体敏感元件和电热元件位于安装板的下方，进气口设置在外壳的底部，在外壳的内腔与进气口之间设置有凸台，在凸台与气体敏感元件之间设置垫圈，气体敏感元件由凸台限位。
设置垫圈的作用是防止气体敏感元件损坏；外壳的内腔底部设置有进气口。
根据本发明所述的气体敏感元件防结露装置的一种优选方案，在安装板上焊接引线，引线位于安装板的上方。
根据本发明所述的气体敏感元件防结露装置的一种优选方案，在外壳的内腔中且位于安装板的上方设置时效硬化浇铸料。
根据本发明所述的气体敏感元件防结露装置的一种优选方案，电热元件是金属陶瓷发热器（简称MCH）。
根据本发明的第二种技术方案，一种气体敏感元件防结露方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将气体敏感元件设置在安装板上；
B、将电热元件设置在气体敏感元件的外周表面，并将电热元件通过引脚安装在安装板上；
C、将气体敏感元件、电热元件和安装板均放置在外壳的内腔中；
D、在外壳上设置进气口，进气口与外壳的内腔相通并与气体传感元件的底面相对；
E、对气体敏感元件和电热元件供电，电热元件发热对气体敏感元件加热。
其中，步骤C具体包括如下步骤：
C1、将气体敏感元件和电热元件设置在安装板的下方，将进气口设置在外壳的底部；
C2、在外壳的内腔与进气口之间设置有凸台，在凸台与气体敏感元件之间设置垫圈，气体敏感元件由凸台限位。
根据本发明所述的气体敏感元件防结露方法的一种优选方案，该方法还包括如下步骤：
F、在安装板上焊接引线，引线位于安装板的上方；
G、在外壳的内腔中且位于安装板的上方设置时效硬化浇铸料。
根据本发明所述的气体敏感元件防结露方法的一种优选方案，所述电热元件是金属陶瓷发热器（简称MCH）。
本发明所述的气体敏感元件防结露方法及装置的有益效果是：本发明由于在气体敏感元件的外表面设置电热元件，电热元件在工作状态下能够为气体敏感元件提供热量，使气体敏感元件能保持较高温度，从而即可避免在高湿环境下气体敏感元件内部光学表面结露，提高了检测精度及检测灵敏度，因此本发明非常适合我国煤矿井下使用，具有极大的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明所述的气体敏感元件防结露方法及装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种气体敏感元件防结露装置由气体敏感元件1、安装板2、电热元件3、外壳4构成；其中，气体敏感元件1安装在安装板2上并设置在外壳4的内腔中，在气体敏感元件1的外周表面设置电热元件3，所述电热元件 3可以选用陶瓷电热圈，电热元件3通过引脚9安装在安装板2上，电热元件3发热对气体敏感元件1加热；在外壳4上设置有进气口8，进气口8与外壳4的内腔相通并与气体传感元件1的底面相对。
在具体实施例中，气体敏感元件1和电热元件3位于安装板2的下方，进气口8设置在外壳4的底部，在外壳4的内腔与进气口8之间设置有凸台7，在凸台7与气体敏感元件1之间设置垫圈6，气体敏感元件1由凸台7限位。
在具体实施例中，为保证气体敏感元件1和电热元件3工作以及保证气体敏感元件1采集的信号传输到信号处理电路，在安装板2上焊接引线5，引线5位于安装板2的上方。
在具体实施例中，为防止外壳4内进水和安装板2受潮，在外壳4的内腔中且位于安装板2的上方设置时效硬化浇铸料10；时效硬化浇铸料10将安装板2、气体敏感元件1、电热元件3密封在传感器外壳4内，时效硬化浇铸料10可以采用环氧树脂、聚氨酯等。
一种气体敏感元件防结露方法，其特征在于：按如下步骤进行
第一步、将气体敏感元件1设置在安装板2上；
第二步、将电热元件3设置在气体敏感元件1的外周表面，并将电热元件3通过引脚9安装在安装板2上；所述电热元件3可以采用金属陶瓷发热器（简称MCH）；
第三步、将气体敏感元件1、电热元件3和安装板1均放置在外壳3的内腔中；在具体实施例中，将气体敏感元件1和电热元件3设置在安装板2的下方；
第四步、在外壳4上设置进气口8，进气口8与外壳4的内腔相通并与气体传感元件1的底面相对；在在具体实施例中，进气口8设置在外壳4的底部，在外壳4的内腔与进气口8之间设置有凸台7，在凸台7与气体敏感元件1之间设置垫圈6，气体敏感元件1由凸台7限位；
第五步、在安装板2上焊接引线5，引线5位于安装板2的上方；
第六步、在外壳4的内腔中且位于安装板2的上方设置时效硬化浇铸料10；
第七步、对气体敏感元件1和电热元件3供电，电热元件3发热对气体敏感元件1加热。
Claims (7)
1.一种气体敏感元件防结露装置，包括气体敏感元件（1）、安装板（2）、外壳（4）；其中，气体敏感元件（1）安装在安装板（2）上并设置在外壳（4）的内腔中，其特征在于：在气体敏感元件（1）的外周表面设置电热元件（3），电热元件（3）通过引脚（9）安装在安装板（2）上，电热元件（3）发热对气体敏感元件（1）加热；在外壳（4）上设置有进气口（8），进气口（8）与外壳（4）的内腔相通并与气体传感元件（1）的底面相对；
气体敏感元件（1）和电热元件（3）位于安装板（2）的下方，进气口（8）设置在外壳（4）的底部，在外壳（4）的内腔与进气口（8）之间设置有凸台（7），在凸台（7）与气体敏感元件（1）之间设置垫圈（6），气体敏感元件（1）由凸台（7）限位。
2.根据权利要求1所述的气体敏感元件防结露装置，其特征在于：在安装板（2）上焊接引线（5），引线（5）位于安装板（2）的上方。
3.根据权利要求1或2所述的气体敏感元件防结露装置，其特征在于：在外壳（4）的内腔中且位于安装板（2）的上方设置时效硬化浇铸料（10）。
4.根据权利要求3所述的气体敏感元件防结露装置，其特征在于：所述电热元件 （3）是金属陶瓷发热器。
5.一种气体敏感元件防结露方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将气体敏感元件（1）设置在安装板（2）上；
B、将电热元件（3）设置在气体敏感元件（1）的外周表面，并将电热元件（3）通过引脚（9）安装在安装板（2）上；
C、将气体敏感元件（1）、电热元件（3）和安装板（1）均放置在外壳（3）的内腔中；具体包括步骤C1、C2：
C1、将气体敏感元件（1）和电热元件（3）设置在安装板（2）的下方，将进气口（8）设置在外壳（4）的底部；
C2、在外壳（4）的内腔与进气口（8）之间设置有凸台（7），在凸台（7）与气体敏感元件（1）之间设置垫圈（6），气体敏感元件（1）由凸台（7）限位；
D、在外壳（4）上设置进气口（8），进气口（8）与外壳（4）的内腔相通并与气体传感元件（1）的底面相对；
E、对气体敏感元件（1）和电热元件（3）供电，电热元件（3）发热对气体敏感元件（1）加热。
6.根据权利要求5所述的一种气体敏感元件防结露方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：
F、在安装板（2）上焊接引线（5），引线（5）位于安装板（2）的上方；
G、在外壳（4）的内腔中且位于安装板（2）的上方设置时效硬化浇铸料（10）。
7.根据权利要求5或6所述的一种气体敏感元件防结露方法，其特征在于：所述电热元件（3）是金属陶瓷发热器。
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