CN112649568A - 一种气体传感器探头保护气室 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种气体传感器探头保护气室，包括：紧固盖、连接件和导向芯，其中，导向芯装配在所述紧固盖的内部空腔，并与所述碗形盖底相接，导向芯与紧固盖底部围成一个聚水空腔，导向芯的底部圆周均匀开设泄水通道；紧固盖的碗形盖底的底部开设第一排水通道，碗形盖底的碗口周边均匀开设第二排水通道，连接件与所述紧固盖的内侧配合安装，所述连接件装配在导向芯的上部，且所述连接件与所述导向芯相接的部位设置有滤网，所述连接件的内空腔与滤网围成传感器仓，用于放置敏感元件。本发明能够有效地防止低压水射流进入气室内部损坏敏感元件。

Description

一种气体传感器探头保护气室

技术领域

本申请属于矿用气体检测设备技术领域，尤其是涉及一种气体传感器探头保护气室。

背景技术

矿用巡检机器人主要用于煤矿井下综采工作面、水泵房、变电所等场所的安全巡检，用以替代人工巡检，巡检内容涵盖有毒有害气体检测、音视频数据采集、仪表运行状态诊断等，其中，环境有毒有害气体检测是最为关键的巡检内容之一。矿用巡检机器人通过其搭载的气体监测装置获取巡检场所环境气体成分及浓度信息，气体监测装置多采用电化学、载体催化元件、光学元件作为测量单元。上述测量单元(传感器探头)作为气体监测装置中最关键的精密部件，容易受振动、粉尘、水汽影响，从而导致传感器的检测灵敏度、测量误差、响应时间等性能降低。

在煤矿井下典型应用场景中，因自然水害、水力冲洗设备较为普遍，气体监测装置行业标准通常要求产品的防护等级不低于IP65(防低压水喷射)。现有巡检机器人配套的气体监测装置，如图1所示，其传感器探头气室结构通常由传感器仓壳13、传感器仓盖16、滤网5、孔用弹性挡圈15和橡胶垫14等构成，气体通过传感器仓盖17上的探测孔进入，经滤网5过滤后再进入传感器仓内的探头进行测量。

经过实验室测试及现场工业试验发现，现有的这种传感器探头气室结构存在一定问题，当滤网5接触到液态水后，会在其表面形成薄膜，隔绝敏感元件和被测气体，导致被测气体无法扩散进入敏感元件，出现进水损坏、无法测量、测量误差超标、或响应时间变慢及不上数等问题，从而无法顺利通过IP65试验。并且由于现有的气室结构没有排气通道，导致进入气室内的被测气体不能够及时排出，影响检测精准度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决目前的气体传感器保护气室结构当过滤网接触到液态水后，将导致被测气体无法扩散进入敏感元件，无法达到IP65防护等级的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种气体传感器探头保护气室，本发明通过开设第一排水孔、第二排水孔和泄水通道，构成导流通道，能够有效地防止低压水射流进入气室内部损坏敏感元件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种气体传感器探头保护气室，包括：紧固盖、连接件和导向芯，所述紧固盖包括上端开口的空心圆柱形盖体，所述空心圆柱形盖体的底部为碗形盖底，所述碗形盖底的底部均匀开设第一排水孔，所述碗形盖底沿碗口周边均匀开设第二排水孔；

所述导向芯装配在所述紧固盖的内部空腔，并与所述碗形盖底相接，所述导向芯包括内层导气芯体和外层支撑挡板，所述外层支撑挡板、内层导气芯体和所述碗形盖底构成聚水空腔，所述外层支撑挡板为与所述紧固盖相匹配的柱体结构，所述外层支撑挡板沿底部圆周向上均匀开设泄水通道；

所述连接件与所述紧固盖的内侧配合安装，所述连接件装配在导向芯的上部，且所述连接件与所述导向芯相接的部位设置有滤网，所述连接件的内空腔与滤网围成传感器仓，用于放置敏感元件。

本发明的有益效果是：本发明能够有效地防止低压水射流进入气室内部损坏敏感元件，且能够顺利排出气室内部积水，保障气体敏感元件正常运行。

本发明通过设置排气通道，能够加速气体在传感器探头内部流动，降低传感器响应时间，减小气体浓度测量误差。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是现有技术的传感器探头结构示意图；

图2是本申请实施例的保护气室结构示意图；

图3是本申请实施例的连接件结构示意图；

图4是本申请实施例的导向芯结构示意图；

图5是本申请实施例的紧固盖结构示意图。

图中的附图标记为：1-连接件，2-螺钉2，3-元件固定件，4-紧固盖，5-滤网，6-密封环，7-元件隔离盖，8-敏感元件，9-导向芯，10-标校气罩，11-排气凹槽，12-卡台，41-空心圆柱形盖体，42-碗形盖底42，43-排气孔，44-第二排水孔，45-第一排水孔，91-内层导气芯体，92-外层支撑挡板，912-椭圆形结构，913-探测孔，921-泄水通道，922-圆形通孔，13-传感器仓壳，14-橡胶垫，15-弹性挡圈，16-传感器仓盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

实施例：

本发明提供一种气体传感器探头保护气室，如图2所示，包括：紧固盖4、连接件1和导向芯9，所述紧固盖4包括上端开口的空心圆柱形盖体41，所述空心圆柱形盖体41的底部为碗形盖底42，所述碗形盖底42的底部均匀开设第一排水孔45，所述碗形盖底42沿碗口周边均匀开设第二排水孔44；

所述导向芯9装配在所述紧固盖4的内部空腔，并与所述碗形盖底42相接，所述导向芯9包括内层导气芯体91和外层支撑挡板92，所述外层支撑挡板92、内层导气芯体91和所述碗形盖底42构成聚水空腔，所述外层支撑挡板92为与所述紧固盖4相匹配的柱体结构，所述外层支撑挡板92沿底部圆周向上均匀开设泄水通道921；

所述连接件1与所述紧固盖4的内侧配合安装，所述连接件1装配在导向芯9的上部，且所述连接件1与所述导向芯9相接的部位设置有滤网5，所述连接件1的内空腔与滤网5围成传感器仓，用于放置敏感元件8。本实施例的滤网可以为粉末冶金片或者金属丝网。

如图1所示，本实施例保护气室开口朝下，待测气体从下方通过导向芯9进入传感器仓，实现气体检测。采用本实施例的传感器保护气室结构，当水流从下方低压喷射，通过紧固盖4碗形盖底42的第一排水孔45进入气室内部，并冲向导向芯9的内层导气芯体91底部后，顺着外层支撑挡板92通过紧固盖4碗形盖底42开设的第二排水孔44流出气室。然后水流被局限到由导向芯9和紧固盖4构成的聚水空腔内，不会通过金属丝网或者粉末冶金片进入敏感元件8。

当水流从上方或四周喷射进入紧固盖4后，流向紧固盖4底部，并通过导向芯9，经导向芯9外层支撑挡板92底部开设的泄水通道921排出。

本实施例通过交替错位的结构设计，极大地降低了水流的冲击力度，再通过引流可将流水快速排出，能够有效地防止低压水射流进入气室内部损坏敏感元件8。

作为一种可行的实施方案，本实施例所述的气体传感器探头保护气室，沿所述连接件1的外侧圆周，轴向开设至少四个排气凹槽11，所述排气凹槽11与所述紧固盖4的内壁构成第一排气通道；

所述导向芯9沿圆周均匀开设第二排气通道，所述第二排气通道为穿透所述内层导气芯体91与所述外层支撑挡板92的连通孔，位于所述泄水通道921的上方，且所述第二排气通道与所述第一排气通道相通；

所述空心圆柱形盖体41沿上部圆周均匀开设排气孔43。

为了避免因气体不能够及时排出而影响检测精准度，本实施例设置了第一排气通道、第二排气通道和排气孔，用以快速排出气室内的检测气体。

如图5，本实施例紧固盖4包括空心圆柱形盖体41，该空心圆柱形盖体41的上端开口，用于导向芯9和连接件1的装配。空心圆柱形盖体41的下部为碗形盖底42。空心圆柱形盖体41沿上端圆周均匀开设排气孔43。

如图2所示，在连接件1的外侧圆周，轴向开设至少四个U形的排气凹槽11(例如本实施例图3中开设了5个U形的排气凹槽11)，连接件1与紧固盖4装配后，对应的U形的排气凹槽11与紧固盖4的内侧壁围成第一排气通道。

如图4所示，导向芯9的结构有两层，包括内层导气芯体91和外层支撑挡板92，外层支撑挡板92的结构是与紧固盖4内侧圆周相匹配的圆柱形结构，且所述外层支撑挡板92的下部圆周与紧固盖4的碗形盖底42相匹配，从而实现导向芯9与紧固盖4的装配。

内层导气芯体91与外层支撑挡板92的内侧一体相接，且内层导气芯体91的高度小于所述外层支撑挡板92的高度，导向芯9与所述紧固盖4装配后，外层支撑挡板92、内层导气芯体91以及紧固盖4的碗形盖底42围成一个聚水空腔。

导向芯9沿圆周侧边均匀开设有第二排气通道，所述第二排气通道与所述第一排气通道相通。该第二排气通道从内层导气芯体91的上表面穿透至外层支撑挡板92外侧，形成内层导气芯体91与外层支撑板之间的连通孔，该连通孔位于所述泄水通道921的上方。

作为一种优化的实施方案，本实施例所述内层导气芯体91为伞状结构，所述伞状结构的中心开设探测孔913，所述第二排气通道的一端口为沿所述探测孔913的外圆周向上形成的椭圆形结构912，所述第二排气通道的另一端口为形成于所述外层支撑挡板92的圆形通孔922。

本实施例在内层导气芯体91设置为伞状结构，且伞状结构的伞口朝上安装，内层导气芯体91的底部中心位置开设探测孔913，用于待测气体通过探测孔913进入保护气室，被敏感元件8探测。本实施例沿内层导气芯体91探测孔913的圆周，向伞状结构的边缘方向形成倾斜的椭圆形的槽，并向外层支撑挡板92的侧边延伸，穿透外层支撑挡板92，在外层支撑挡板92的侧边形成圆形通孔922，即为第二排气通道。

基本误差测定试验中，气体通过标校气罩10进入导向芯9，气体经过导向芯9底部的探测孔913直冲敏感元件8实现误差测定，之后气体沿导向芯9上开设的第二排气通道溢入连接件1与紧固件内壁构成的第一排气通道，最后通过紧固盖4上端开设的排气孔43溢出保护气室，实现气体的快速排出。

可选的是，所述泄水通道921为U形槽结构。

如图4所示，本实施例中沿导向芯9的外层支撑挡板92的下部边缘，向上开设U形槽，该U形槽沿外层支撑挡板92的下部圆周均匀开设，形成U形的拱桥结构，该U形的拱桥结构用于构成泄水通道921。

可选的是，所述连接件1上端与所述紧固盖4之间设置密封环6。

如图2所示，本实施例在连接件1与紧固盖4之间设置有密封环6，可以实现连接件1与紧固盖4之间的密封连接。

可选的是，作为一种实施方式，所述敏感元件8的外部套设元件固定件3，所述元件固定件3与所述连接件1的上端通过螺钉2连接，如图2所示，通过设置元件固定件3，用于更好地固定敏感元件8，元件固定件3套设于敏感元件8，并通过螺钉2将元件固定件3与所述连接件1进行固定，可以保证敏感元件8的稳固，避免测量过程中因敏感元件8的摇晃，影响测量结果。

进一步地，本实施例还设置了元件隔离盖7，所述元件隔离盖7设置于敏感元件的上端，用于隔离连接件和敏感元件，避免连接件在装配过程中对敏感元件的损坏。

作为一种实施方式，所述连接件1与所述紧固盖4上端相接触的端面为限位卡台12结构，所述连接件1通过所述限位卡台12结构实现紧固盖4的位置限定。

作为一种实施方式，所述连接件1设置外螺纹，所述连接件1与所述紧固盖4通过螺纹紧固连接。

本实施例连接件1设置有外螺纹，紧固盖4内侧设置内螺纹，通过内螺纹与外螺纹的配合，实现连接件1与紧固盖4的固定。

本实施例既可以满足气体测试后及时排出，加速气体流动；又可以满足低压喷水时引流，避免积水在金属丝网或者粉末冶金片表面形成水膜，影响敏感元件的基本检测性能。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种气体传感器探头保护气室，其特征在于，包括：紧固盖、连接件和导向芯，所述紧固盖包括上端开口的空心圆柱形盖体，所述空心圆柱形盖体的底部为碗形盖底，所述碗形盖底的底部均匀开设第一排水孔，所述碗形盖底沿碗口周边均匀开设第二排水孔；

所述导向芯装配在所述紧固盖的内部空腔，并与所述碗形盖底相接，所述导向芯包括内层导气芯体和外层支撑挡板，所述外层支撑挡板、内层导气芯体和所述碗形盖底构成聚水空腔，所述外层支撑挡板为与所述紧固盖相匹配的柱体结构，所述外层支撑挡板沿底部圆周向上均匀开设泄水通道；

所述连接件与所述紧固盖的内侧配合安装，所述连接件装配在导向芯的上部，且所述连接件与所述导向芯相接的部位设置有滤网，所述连接件的内空腔与滤网围成传感器仓，用于放置敏感元件。

2.根据权利要求1所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，沿所述连接件的外侧圆周，轴向开设至少四个排气凹槽，所述排气凹槽与所述紧固盖的内壁构成第一排气通道；

所述导向芯沿圆周均匀开设第二排气通道，所述第二排气通道为穿透所述内层导气芯体与所述外层支撑挡板侧壁的连通孔，位于所述泄水通道的上方，且所述第二排气通道与所述第一排气通道相通；

所述空心圆柱形盖体沿上部圆周均匀开设排气孔。

3.根据权利要求2所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述内层导气芯体为伞状结构，所述伞状结构的中心开设探测孔，所述第二排气通道的一端口为沿所述探测孔的外圆周向上形成的椭圆形结构，所述第二排气通道的另一端口为形成于所述外层支撑挡板的圆形孔。

4.根据权利要求2所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述泄水通道为U形槽结构。

5.根据权利要求1所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述连接件上端与所述紧固盖之间设置密封环。

6.根据权利要求1所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述敏感元件的外部套设元件固定件，所述元件固定件与所述连接件的上端通过螺钉连接。

7.根据权利要求1所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述连接件与所述紧固盖上端相接触的端面为限位卡台结构，所述连接件通过所述限位卡台结构实现紧固盖的位置限定。

8.根据权利要求7所述的气体传感器探头保护气室，其特征在于，所述连接件设置有外螺纹，所述连接件与所述紧固盖通过螺纹紧固连接。

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