CN107389729A - 一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器元件的技术领域，公开了一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，包括一端开口的金属外层壳、与金属外层壳的开口端密封连接的金属支架，所述金属外层壳内装配有与其相匹配的金属内层壳，金属外层壳的顶端面开设有气孔；所述金属内层壳与金属外层壳的内顶面之间设有透气层，透气层与金属支架之间填埋有粉末或颗粒状的填充物；所述金属支架上绝缘固设有金属引脚，金属引脚的一端位于金属内层壳内且该端部的金属引脚电连接有埋于填充物内的催化剂球，解决了现有的传感器在运输过程中遇震动、跌落等易断，催化剂载体易开裂、脱落，从而导致传感器损坏的问题。

Description

一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器

技术领域

本发明涉及传感器元件的技术领域，具体地，涉及一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器。

背景技术

催化燃烧式传感器属于高温传感器，催化元件的检测元件是在铂丝线圈(φ0.025-φ0.05)上包以氧化铝和粘合剂形成球状，经烧结而成，其外表面敷有铂、钯等稀有金属的催化层。

对铂丝通以电流，使检测元件保持高温(300-400℃)，此时若与可燃气体接触如甲烷气体，甲烷就会在催化剂层上燃烧，燃烧的实质是元件表面吸附的甲烷与吸附的氧离子之间的反应，反应完成后生成CO2和H2O解析，而气相中的氧被元件吸附并解离，重新补充元件表面上的氧离子。利用元件测量甲烷式基于在其表面测量甲烷燃烧反应放出的热量的原理，即燃烧使铂丝线圈的温度升高，线圈的电阻值就上升。测量铂丝电阻值变化的大小就可以知道可燃气体的浓度。

在实际应用中常采用惠斯顿电桥测量电路，电桥中黑元件既是检测元件，白元件为补偿元件，白元件与黑元件相比只缺少催化剂层，也就是说白元件遇到可燃气体不能燃烧。有一些厂家将黑白元件封装在一个防爆网内，也有一些厂家分别封装。当空气中有一定浓度的可燃气体时，检测元件由于燃烧而电阻值上升，电桥失去平衡，有电压输出，起到检测作用。

但因承载催化剂球的铂丝极细(φ≤0.05mm)，在使用运输过程中遇震动，跌落等易断，催化剂载体开裂，脱落，导致传感器损坏。从而迫切需要一种能改善此问题的办法，本申请的传感器填充办法则很好的解决了上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器以达到具有较好的抗震性能、体积小重量轻的、防止催化剂载体开裂以及增加传感器的使用寿命的目的，解决了现有的传感器在运输过程中遇震动、跌落等易断，催化剂载体易开裂、脱落，从而导致传感器损坏的问题。

为了实现上述技术效果，本发明所提供的技术方案是：一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，包括一端开口的金属外层壳、与金属外层壳的开口端密封连接的金属支架，所述金属外层壳内装配有与其相匹配的金属内层壳，金属外层壳的顶端面开设有气孔；所述金属内层壳与金属外层壳的内顶面之间设有透气层，透气层与金属支架之间填埋有粉末或颗粒状的填充物；所述金属支架上绝缘固设有金属引脚，金属引脚的一端位于金属内层壳内且该端部的金属引脚电连接有埋于填充物内的催化剂球。

进一步地，所述的催化剂球的上端面至所述气孔的距离为2mm-6mm。

进一步地，所述填充物包括纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、偏铝酸钠以及活性炭的单一成份或组合成份。

进一步地，所述透气层设为防水透气膜。

进一步地，所述催化剂球由铂丝烧制而成。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1.本申请的催化剂球填埋于填充物的内部，填充物则填充压实于金属外壳内，当传感器在运输过程中，催化剂球不会受到金属外壳的震动、跌落的影响，催化剂球与金属引脚之间仍然具有良好的连接性，产品抗摔击功能得到显著的提高；

2.本申请的催化剂球填埋于填充物的内部，填充物对会抑制乃至毒化催化燃烧式可燃气体传感器并导致其部分或完全丧失灵敏度的硅化物、硫化物起隔离吸附作用，防止催化剂球和硅化物、硫化物接触，从而提高传感器抗中毒性能。

附图说明

图1是本发明提供的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器的整体结构示意图；

图2是本发明提供的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器的无填充状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍，以下文字的目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本发明可按照如下方式实施，一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，包括一端开口的金属外层壳1、与金属外层壳1的开口端密封连接的金属支架3，所述金属外层壳1内装配有与其相匹配的金属内层壳2，即金属内层壳2的外径等于金属外层壳1的内径，使两者能够相互配合安装，金属外层壳1的顶端面开设有气孔；所述金属内层壳2与金属外层壳1的内顶面之间设有透气层5，金属内层壳2可将透气层5抵紧在金属外层壳1的内顶面上，透气层5与金属支架3之间填埋有粉末或颗粒状的填充物6；所述金属支架3上绝缘固设有金属引脚4，金属引脚4的一端位于金属内层壳2内且该端部的金属引脚4电连接有埋于填充物6内的催化剂球7。作为优选的，所述金属外层壳1与金属支架3之间的连接可用焊接密封或者胶粘压配密封；所述金属引脚4设有两根，金属支架3上开设有可穿过所述金属引脚4的通孔，金属引脚4与金属支架3之间通过绝缘凝固剂进行连接固定；所述金属外层壳1设为圆柱状壳体。

所述的催化剂球7的上端面至所述气孔的距离为2mm-6mm，作为优选的，最佳距离设为3mm-5mm，以减少透气层5中气体扩散的阻力。

所述填充物5包括纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、偏铝酸钠以及活性炭等的单一成份或组合成份，其中纳米三氧化二铝和纳米二氧化硅的纳米级设为20nm-50nm，一方面，填充物对会抑制乃至毒化催化燃烧式可燃气体传感器并导致其部分或完全丧失灵敏度的有机硅、硫化物、氯化物等起隔离吸附作用，防止催化剂球和有机硅、硫化物、氯化物等接触，从而提高传感器抗中毒性能；另一方面，填充物5包覆在催化剂球7的周围，能够避免发生震动或者跌落过程中对内部的催化剂球7产生影响，从而提升了产品抗震、抗摔击功能。

作为优选的，上述填充物6的内部组份配比如下：30-50重量份的二氧化硅、20-40重量份的三氧化二铝、10-30重量份的偏铝酸钠、5-10重量份的活性炭以及其他微量物质，其中二氧化硅、三氧化二铝以及活性炭均设为20nm至50nm数量级的，偏铝酸钠设为10nm至30nm数量级的。

所述透气膜4设为防水透气膜，防水透气膜除固定填充物5外还具有良好的透气性，以保证催化剂球6表面能够充分吸附氧离子和可燃气体的离子并充分发生反应，同时可避免填充物5受潮。

所述催化剂球7由铂丝烧制而成，铂丝的直径范围为φ0.025～φ0.05，在铂丝线圈上包以氧化铝和粘合剂形成球状，经烧结而成，其外表面敷有铂、钯等稀有金属的催化层，催化剂球7的两端分别与伸入金属内层壳2内部的金属引脚4进行电连接。

本申请的催化燃烧式传感器其填埋方法如下：

提供一金属支架3和两根金属引脚4，金属支架3上具有通孔，将两根金属引脚4的一端部穿过所述金属支架3且通过绝缘凝固焊接将金属引脚4与金属支架3固定连接，然后在该端部的金属引脚4之间通过点焊的方式连接催化剂球7；提供一金属内层壳2压套在金属支架3的端面上并位于金属支架3的外围，并在金属内层壳2内填埋入粉末或颗粒状的填充物6，填充物6进行震动压实填满；提供一与金属内层壳2相匹配的金属外层壳1，在金属外层壳1的底部放置入防水透气膜后，再将金属外层壳1压配于金属内层壳2的外部，并通过焊接密封或者胶粘压配密封的方式将金属外层壳1与金属支架3之间进行连接，本申请还涵盖其它传感器采用的填充方式。

任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，包括一端开口的金属外层壳、与金属外层壳的开口端密封连接的金属支架，其特征在于，所述金属外层壳内装配有与其相匹配的金属内层壳，金属外层壳的顶端面开设有气孔；所述金属内层壳与金属外层壳的内顶面之间设有透气层，透气层与金属支架之间填埋有粉末或颗粒状的填充物；所述金属支架上绝缘固设有金属引脚，金属引脚的一端位于金属内层壳内且该端部的金属引脚电连接有埋于填充物内的催化剂球。

2.根据权利要求1所述的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，其特征在于，所述的催化剂球的上端面至所述气孔的距离为2mm-6mm。

3.根据权利要求1所述的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，其特征在于，所述填充物包括纳米三氧化二铝、纳米二氧化硅、偏铝酸钠以及活性炭的单一成份或组合成份。

4.根据权利要求1所述的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，其特征在于，所述透气层设为防水透气膜。

5.根据权利要求1所述的可抗震和抗中毒的催化燃烧式传感器，其特征在于，所述催化剂球由铂丝烧制而成。