CN105115928A - 一种复合传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合传感器，包括有气体传感器，该气体传感器内复合有红外气体传感器和电化学传感器，所述复合传感器还包括有热裂解器，所述热裂解器的易检测气体出口连通所述气体传感器的气体检测进口；该复合传感器还包括有气体流量控制装置，所述气体流量控制装置的气体流量出口连通所述热裂解器的待测气体进口。本发明的有益效果为：本发明利用热裂解原理，将原本不易直接检测的惰性气体、大分子有机蒸汽、不易起化学反应的毒气等特殊气体先转化为易检测的气体，再使用相应的气体传感器进行检测，并进行相应的数据换算即可。
Description
技术领域
本发明涉及于材料及传感技术领域，具体涉及一种复合传感器。
背景技术
目前，使用常规气体传感器，如红外、电化学、催化、半导体、热传导等类型的气体传感器检测惰性气体、大分子有机蒸汽、不易起化学反应的毒气等特殊气体时存在诸多困难，其中，红外、催化、热传导类型的气体传感器不适用于低浓度气体检测，半导体、电化学类型的气体传感器不适用于惰性气体检测，也不适用于高浓度气体检测。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种使用方便、灵敏度高、精度高、检测范围广的复合传感器。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种复合传感器，包括有气体传感器，该气体传感器内复合有红外气体传感器和电化学传感器，所述复合传感器还包括有热裂解器，所述热裂解器的易检测气体出口连通所述气体传感器的气体检测进口；该复合传感器还包括有气体流量控制装置，所述气体流量控制装置的气体流量出口连通所述热裂解器的待测气体进口。
优选地，所述红外气体传感器包括光学腔体、信号采集电路板以及分别连接在所述信号采集电路板上的红外光源和探测器，所述光学腔体的腔壁上设置有光源安装孔和探测器安装孔，所述红外光源安装在所述光源安装孔内，所述探测器安装在所述探测器安装孔内，所述光学腔体是圆柱状光学腔体，所述光学腔体内设置有反射柱和光学反射块，所述反射柱的中心位于所述光学腔体的中心，所述光学反射块位于所述光学腔体的内壁与所述反射柱之间，所述反射柱的外侧面具有圆柱形反射面，所述光学反射块的两侧分别具有光源反射面和接收反射面，所述红外光源和所述探测器分别靠近所述光学反射块的两侧设置，且所述光学腔体的内壁、所述反射柱的圆柱形反射面、所述光学反射块的光源反射面和接收反射面构成红外气体传感器的红外光路，其中，所述光源反射面对应所述红外光源设置以便将所述红外光源发出的光会聚并射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱的圆柱形反射面，所述接收反射面对应所述探测器设置以便将射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱的圆柱形反射面的光经多次反射后会聚并射向所述探测器。
优选地，所述光学腔体由圆形底板和盖合在所述圆形底板上的圆桶形上壳体构成，其中，所述光源安装孔和所述探测器安装孔设置在所述圆形底板上，所述信号采集电路板设置在所述圆形底板的下部。
优选地，所述电化学式传感器，包括下壳体以及罩设于所述下壳体上的上盖，所述上盖与所述下壳体围合形成容纳腔，所述容纳腔内置有电解质，所述电解质连接有传感电极、参比电极以及伸入所述电解质中用于检测气体浓度的阴极与阳极，所述上盖上至少设有一个用于将外界的混合气体进入所述容纳腔内的进气口，所述下壳体与所述上盖可拆卸连接，各所述进气口处设有用于过滤混合气体中干扰气体的过滤器，且所述过滤器可拆卸贴设于所述上盖内壁。
优选地，所述过滤器为可吸收干扰气体的活性炭板或者为涂设有反应层的网板。
优选地，所述上盖设有毛细扩散栅，各所述进气口均位于所述毛细扩散栅正下方。
优选地，所述电解质外罩设有金属网。
本发明的有益效果为：本发明利用热裂解原理，将原本不易直接检测的惰性气体、大分子有机蒸汽、不易起化学反应的毒气等特殊气体先转化为易检测的气体，再使用相应的气体传感器进行检测，并进行相应的数据换算即可。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的红外气体传感器的结构示意图。
图3为本发明的电化学式传感器。
图中1、壳体；2、气体传感器；3、热裂解器；4、壳体盖板；5、直角接头；6、转接头；7、螺帽；8、气体导管；9、电路板；10、进气接头；11、红外光源；12、探测器；13、信号采集电路板；14、圆形底板；15、圆桶形上壳体；16、光学反射块；17、光源安装孔；18、探测器安装孔；19、反射柱；20、上盖；21、下壳体；22、容纳腔；23、电解质；24、过滤器。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，一种复合传感器，它包括有壳体1，安装在壳体1内的气体传感器2和热裂解器3，安装在壳体1上的进气接头10、出气接头、导气管路、壳体盖板4和电路板9；
其中，所述进气接头10连通所述热裂解器3的待测气体进口，所述热裂解器3的易检测气体出口通过所述导气管路连通所述气体传感器2的气体检测进口，所述出气接头连通所述气体传感器2的气体检测出口，所述电路板9分别连接所述气体传感器2和所述热裂解器3，所述壳体盖板4安装在电路板9与气体传感器2、热裂解器3之间；
所述导气管路包括依次连接在一起的两个直角接头5、两个转接头6、两个螺帽7和一根气体导管8，其中，两个直角接头5安装在壳体1上并分别连通所述气体传感器2的气体检测进口和所述热裂解器3的易检测气体出口。
基于上述，该复合传感器还包括有气体流量控制装置，所述气体流量控制装置的气体流量出口通过所述进气接头10连通所述热裂解器的待测气体进口。
所述红外气体传感器包括光学腔体、信号采集电路板13以及分别连接在所述信号采集电路板13上的红外光源11和探测器12，所述光学腔体的腔壁上设置有光源安装孔17和探测器安装孔18，所述红外光源11安装在所述光源安装孔17内，所述探测器12安装在所述探测器安装孔18内，所述光学腔体是圆柱状光学腔体，所述光学腔体内设置有反射柱19和光学反射块16，所述反射柱19的中心位于所述光学腔体的中心，所述光学反射块16位于所述光学腔体的内壁与所述反射柱19之间，所述反射柱19的外侧面具有圆柱形反射面，所述光学反射块16的两侧分别具有光源反射面和接收反射面，所述红外光源11和所述探测器12分别靠近所述光学反射块16的两侧设置，且所述光学腔体的内壁、所述反射柱19的圆柱形反射面、所述光学反射块16的光源反射面和接收反射面构成红外气体传感器的红外光路，其中，所述光源反射面对应所述红外光源11设置以便将所述红外光源11发出的光会聚并射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱19的圆柱形反射面，所述接收反射面对应所述探测器12设置以便将射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱19的圆柱形反射面的光经多次反射后会聚并射向所述探测器12。
所述光学腔体由圆形底板14和盖合在所述圆形底板14上的圆桶形上壳体15构成，其中，所述光源安装孔17和所述探测器安装孔18设置在所述圆形底板14上，所述信号采集电路板设置在所述圆形底板14的下部。
所述电化学式传感器，包括下壳体21以及罩设于所述下壳体21上的上盖20，所述上盖20与所述下壳体21围合形成容纳腔22，所述容纳腔22内置有电解质23，所述电解质23连接有传感电极、参比电极以及伸入所述电解质23中用于检测气体浓度的阴极与阳极，所述上盖20上至少设有一个用于将外界的混合气体进入所述容纳腔22内的进气口，所述下壳体21与所述上盖20可拆卸连接，各所述进气口处设有用于过滤混合气体中干扰气体的过滤器24，且所述过滤器24可拆卸贴设于所述上盖20内壁。
所述过滤器24为可吸收干扰气体的活性炭板或者为涂设有反应层的网板。
所述上盖20设有毛细扩散栅，各所述进气口均位于所述毛细扩散栅正下方。
所述电解质23外罩设有金属网。
一种复合传感器的气体检测方法，它包括以下步骤：
步骤1、将待测气体经过热裂解器进行热裂解，生成易检测气体；
步骤2、将易检测气体经过气体传感器进行检测，测得易检测气体的浓度；
步骤3、按照单位待测气体发生热裂解生成易检测气体的比例，将易检测气体的浓度经过换算，得知待测气体浓度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (7)
1.一种复合传感器，其特征在于：包括有气体传感器（2），该气体传感器（2）内复合有红外气体传感器和电化学传感器，所述复合传感器还包括有热裂解器（3），所述热裂解器（3）的易检测气体出口连通所述气体传感器的气体检测进口；该复合传感器还包括有气体流量控制装置，所述气体流量控制装置的气体流量出口连通所述热裂解器（3）的待测气体进口。
2.根据权利要求1所述的复合传感器，其特征在于：所述红外气体传感器包括光学腔体、信号采集电路板（13）以及分别连接在所述信号采集电路板（13）上的红外光源（11）和探测器（12），所述光学腔体的腔壁上设置有光源安装孔（17）和探测器安装孔（18），所述红外光源（11）安装在所述光源安装孔（17）内，所述探测器（12）安装在所述探测器安装孔（18）内，所述光学腔体是圆柱状光学腔体，所述光学腔体内设置有反射柱（19）和光学反射块（16），所述反射柱（19）的中心位于所述光学腔体的中心，所述光学反射块（16）位于所述光学腔体的内壁与所述反射柱（19）之间，所述反射柱（19）的外侧面具有圆柱形反射面，所述光学反射块（16）的两侧分别具有光源反射面和接收反射面，所述红外光源（11）和所述探测器（12）分别靠近所述光学反射块（16）的两侧设置，且所述光学腔体的内壁、所述反射柱（19）的圆柱形反射面、所述光学反射块（16）的光源反射面和接收反射面构成红外气体传感器的红外光路，其中，所述光源反射面对应所述红外光源（11）设置以便将所述红外光源（11）发出的光会聚并射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱（19）的圆柱形反射面，所述接收反射面对应所述探测器（12）设置以便将射向所述光学腔体的内壁或/和所述反射柱（19）的圆柱形反射面的光经多次反射后会聚并射向所述探测器（12）。
3.根据权利要求2所述的复合传感器，其特征在于：所述光学腔体由圆形底板（14）和盖合在所述圆形底板（14）上的圆桶形上壳体（15）构成，其中，所述光源安装孔（17）和所述探测器安装孔（18）设置在所述圆形底板（14）上，所述信号采集电路板设置在所述圆形底板（14）的下部。
4.根据权利要求1所述的复合传感器，其特征在于：所述电化学式传感器，包括下壳体（21）以及罩设于所述下壳体（21）上的上盖（20），所述上盖（20）与所述下壳体（21）围合形成容纳腔（22），所述容纳腔（22）内置有电解质（23），所述电解质（23）连接有传感电极、参比电极以及伸入所述电解质（23）中用于检测气体浓度的阴极与阳极，所述上盖（20）上至少设有一个用于将外界的混合气体进入所述容纳腔（22）内的进气口，所述下壳体（21）与所述上盖（20）可拆卸连接，各所述进气口处设有用于过滤混合气体中干扰气体的过滤器（24），且所述过滤器（24）可拆卸贴设于所述上盖（20）内壁。
5.根据权利要求4所述的复合传感器，其特征在于：所述过滤器（24）为可吸收干扰气体的活性炭板或者为涂设有反应层的网板。
6.根据权利要求4所述的复合传感器，其特征在于：所述上盖（20）设有毛细扩散栅，各所述进气口均位于所述毛细扩散栅正下方。
7.根据权利要求4所述的复合传感器，其特征在于：所述电解质（23）外罩设有金属网。
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