CN113588694A - 一种小型密封原位测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型密封原位测试装置，包括底座和底座盖体，底座上设置有一内凹的测试腔，底座盖体密闭盖设在测试腔的上方，底座盖体包括用于光处理和拉曼原位检测的玻璃片，特点是：测试腔内设置有供气体传感器放置并对其加热的加热台，加热台的两侧对称分布有若干组探针座，探针座上设置有用于与气体传感器的测试端电连接的探针，探针座与测试腔之间设置有用于调节探针的高度和角度的探针调节机构，底座上还设置有连通测试腔与外界的进气口和排气口；优点是：能够在实现温、湿、气一体式测试的基础上简化测试腔内部结构，降低成本，可供多个样品同时检测。
Description
技术领域
本发明涉及气体传感器测试装置领域，尤其涉及一种温度可调的小型密封原位测试装置。
背景技术
随着科学技术的发展，气体传感器已广泛应用于环境市场、交通运输、工业安全、医学诊疗、消费电子、暖通市场、国防安全等领域，实现对有毒气体、废气排放、空气质量等的检测与监测。但是，在形成商品化气体传感器之前，研究者需要对传感器的性能，例如灵敏度、选择性、稳定性、一致性等进行检测。同时为探究其传感机理，需要对传感器进行原位拉曼检测。因此一个温度可调的集温、湿、气于一体的原位测试装置在气体传感器的测试过程中显得尤为重要。目前用于温度、湿度、气体检测的一体式原位测试装置存在结构复杂、制作成本高、可同时检测样品数少等问题。
此外，常规的气体传感器测试装置通过采用缠绕的铂丝将传感器表面与测试探头相连，从而将电信号引出。但是该结构在每次使用时需重新搭接铂丝，造成材料浪费，成本高，操作繁琐等问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种小型密封原位测试装置，能够在实现温、湿、气一体式测试的基础上简化测试腔内部结构，降低成本，可供多个样品同时检测。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种小型密封原位测试装置，包括底座和底座盖体，所述的底座上设置有一内凹的测试腔，所述的底座盖体密闭盖设在所述的测试腔的上方，所述的底座盖体包括位于中部用于光处理和拉曼原位检测的玻璃片，所述的测试腔内设置有供气体传感器放置并对其加热的加热台，所述的加热台的两侧对称分布有若干组探针座，所述的探针座上设置有用于与所述的气体传感器的测试端电连接的探针，所述的探针座与所述的测试腔之间设置有用于调节所述的探针的高度和角度的探针调节机构，所述的底座上还设置有连通所述的测试腔与外界的进气口和排气口。
在一些实施方式中，所述的加热台为矩形，所述的加热台的内部沿长度方向对称设置有加热棒，所述的加热棒与外部温控装置连接，所述的加热台的中部设置有用于感应所述的加热台温度并反馈给所述的温控装置的热电偶。该结构在矩形加热台的内部使用长圆柱形加热棒，使得矩形加热台受热均匀，保证了传感器检测环境一致。
在一些实施方式中，所述的探针调节机构包括弹性件、螺钉和螺母，所述的螺钉固定在所述的测试腔的底部，所述的弹性件套设在所述的螺钉外，所述的探针座竖向开设有通孔，所述的通孔与所述的螺钉间隙配合，所述的弹性件的上端连接所述的探针座的底部并对所述的探针座产生向上的弹力，所述的螺母设置在所述的探针座的上方并与所述的螺钉配合，通过旋转螺母调节所述的探针座及其上的探针的高度，通过转动探针座调节所述的探针的角度。由此通过探针调节机构能够调节探针的方向和高度，从而便于直接将探针搭接到测试样品的表面，实现导通，将电流电压信号传输至外部控制器，操作便捷，无材料浪费。
在一些实施方式中，所述的底座盖体还包括盖板和固定环，所述的盖板设置在所述的底座的上方，四周通过紧固件与所述的底座固定，所述的盖板与所述的底座之间设置有密封圈，所述的固定环设置在所述的玻璃片的外周，所述的玻璃片通过所述的固定环与所述的底座盖体固定，所述的玻璃片与所述的固定环之间、所述的玻璃片与所述的底座盖体之间均设有密封垫片。由此在盖板与底座之间、玻璃片的上下缝隙之间都具有较好的气密性。
在一些实施方式中，所述的盖板的中部由外至内依次向下设置有第一定位台阶和第二定位台阶，所述的第一定位台阶和所述的第二定位台阶上均设有密封垫片，所述的玻璃片放置在上下两片所述的密封垫片之间，所述的固定环盖设在所述的第一定位台阶的上方，并通过均匀布置的紧固件与所述的第一定位台阶固定。由此第二定位台阶可以用于放置玻璃片，并在玻璃片的上下两侧布置密封垫片，保证密封性，并使玻璃受力均匀，防止移动或装配过程中破碎；设置第一定位台阶用于放置固定环，能够将玻璃片固定至底座盖体上，再通过四周的紧固件将其拧紧；紧固件例如固定螺丝均没有穿透腔体设置，以进一步保证测试腔的密封性。
在一些实施方式中，所述的进气口和所述的排气口错位设置。进气口和排气口可以呈对角布置，使得内部气体交换更加方便快捷，气氛流入腔体后分布更加均匀，换气也更加干净。
在一些实施方式中，所述的测试腔采用竖直的圆柱型，所述的底座和所述的底座盖体采用铝材，所述的探针座采用聚四氟乙烯材料，所述的探针采用镀金钨钢材料。
在一些实施方式中，所述的加热棒、所述的热电偶、所述的探针分别通过引线与外部控制器连接，所述的底座上开设有用于供引线通过的引线口，所述的引线口采用密封插头以保证气密性，所述的进气口和所述的排气口采用密封插头以保证气密性。
在一些实施方式中，所述的底座的底部设置有呈正三角形布置的三个测试台支柱，所述的测试台支柱采用陶瓷材质。
在一些实施方式中，所述的加热台由凹型槽包覆，所述的凹型槽采用陶瓷材料，所述的凹型槽的底部通过陶瓷螺钉与所述的底座固定。采用陶瓷材料导热系数较小，因此凹型槽对加热台具有保温效果，该装置可减小加热台使用过程中热量损失，保持测试腔温度基本不变；加热台通过陶瓷螺钉固定，保证在移动时加热台位置稳固，选择陶瓷螺钉减小了热量向底座传输。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明为一台多用的能够实现温、湿、气一体式测试装置，测试腔内部设置有加热台，可通过外部温控器对其温度进行连续调节，实现温度性能测试；测试腔内部通过探针与探针座相结合的设计，简化了结构，减小了探针座的尺寸，因此在有限的内部空间里能够设置更多探针，实现更多样品同时检测，最大限度控制了同一批次传感器测试环境的一致性，同时多个样品同时检测可为研究者节省更多的宝贵时间；测试腔的顶部采用玻璃窗口设计，可实现对被测传感器加光处理和拉曼原位检测等；替代了现有需要重新搭接铂丝的方式，采用可以调节方向和高度的探针，直接搭接到测试样品的表面，实现导通，将电流电压信号传输至外部控制器，从而可以降低成本，提高操作便捷性。
附图说明
图1为本发明一种小型密封原位测试装置的测试腔示意图；
图2为本发明一种小型密封原位测试装置的底座示意图；
图3为本发明一种小型密封原位测试装置的整体结构示意图一；
图4为本发明一种小型密封原位测试装置的整体结构示意图二；
图5为本发明一种小型密封原位测试装置的探针调节机构示意图；
图6为本发明一种小型密封原位测试装置的透视图；
图7为本发明一种小型密封原位测试装置实施例六的加热台结构示意图。
其中，底座1，底座盖体2，测试腔3，玻璃片4，加热台5，探针座6，探针7，进气口8，排气口9，加热棒10，热电偶11，弹性件12，螺钉13，通孔14，固定环15，紧固件16，盖板17，密封垫片18，加热棒引线口19，热电偶引线口20，探针引线口21,22，测试台支柱23，凹型槽24，上盖固定螺丝25，第一定位台阶26，第二定位台阶27，陶瓷螺钉28。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明一种小型密封原位测试装置作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例一
如图所示，一种小型密封原位测试装置，包括底座1和底座盖体2，底座1上设置有一内凹的测试腔3，底座盖体2密闭盖设在测试腔3的上方，底座盖体2包括用于光处理和拉曼原位检测的玻璃片4，测试腔3内设置有供气体传感器放置并对其加热的加热台5，加热台5的两侧对称分布有若干组探针座6，探针座6上设置有用于与气体传感器的测试端电连接的探针7，探针座6与测试腔3之间设置有用于调节探针7的高度和角度的探针调节机构，底座1上还设置有连通测试腔3与外界的进气口8和排气口9。本实施例中，加热台5的两侧布置有四组探针和探针座，可同时对四片传感器进行检测，充分利用加热台和测试腔的有效面积。玻璃片4与加热台5之间的距离范围为2mm-5mm，该距离较近，便于进行加光和原位拉曼检测。
实施例二
本实施例提出的一种小型密封原位测试装置，其在实施例一的基础上对加热台的具体结构进行了限定。本实施例中，加热台5为矩形，加热台5的内部沿长度方向对称设置有加热棒10，加热棒10与外部温控装置连接，加热台5的中部设置有用于感应加热台5温度并反馈给温控装置的热电偶11。本实施例中，加热台采用矩形结构，矩形加热台内部使用长圆柱形加热棒，使得矩形加热台受热均匀，保证了传感器检测环境一致。
实施例三
本实施例提出的一种小型密封原位测试装置，其在实施例一的基础上对探针调节机构的具体结构进行了限定。本实施例中，探针调节机构包括弹性件12、螺钉13和螺母（未图示），螺钉13固定在测试腔3的底部，弹性件12套设在螺钉13外，探针座6竖向开设有通孔14，通孔14与螺钉13间隙配合，弹性件12的上端连接探针座6的底部并对探针座6产生向上的弹力，螺母设置在探针座6的上方并与螺钉13配合，通过旋转螺母调节探针座6及其上的探针7的高度，通过转动探针座6调节探针7的角度。通过探针调节机构能够调节探针的方向和高度，从而便于直接将探针搭接到测试样品的表面，实现导通，将电流电压信号传输至外部控制器，操作便捷，无材料浪费。
实施例四
本实施例提出的一种小型密封原位测试装置，其在上述实施例的基础上对底座盖体与底座的连接进行了进一步说明。本实施例中，底座盖体2还包括盖板17和固定环15，盖板设置在底座1的上方，四周通过上盖固定螺丝25与底座1固定，盖板17与底座1之间设置有密封圈，固定环15设置在玻璃片4的外周，玻璃片4通过固定环15与底座盖体2固定，玻璃片4与固定环15之间、玻璃片4与底座盖体2之间均设有密封垫片18。
本实施例中，盖板17的中部由外至内依次向下设置有第一定位台阶26和第二定位台阶27，第一定位台阶26和第二定位台阶27上均设有密封垫片18，玻璃片4放置在上下两片密封垫片18之间，固定环15盖设在第一定位台阶26的上方，并通过均匀布置的紧固件16与第一定位台阶26固定。由此第二定位台阶26可以用于放置玻璃片4，并在玻璃片的上下两侧布置密封垫片，保证密封性，并使玻璃受力均匀，防止移动或装配过程中破碎。设置第一定位台阶27用于放置固定环15，能够将玻璃片固定至底座盖体2上，再通过四周的紧固件16（固定螺丝）将其拧紧。固定螺丝均没有穿透腔体设置，以进一步保证测试腔的密封性。
实施例五
本实施例提出的一种小型密封原位测试装置，其在上述实施例的基础上对测试装置的其余结构进行了进一步说明。本实施例中，进气口8和排气口9错位设置。由此进气口和排气口对角布置，使得内部气体交换更加方便快捷，气氛流入腔体后分布更加均匀，换气也更加干净。
本实施例中，测试腔3采用竖直的圆柱型，有助于换气时气体快速交换，有效避免残余气体干扰。
本实施例中，底座1和底座盖体2采用铝材，该材料质量轻、散热快，方便携带。探针座6采用聚四氟乙烯材料，该材料绝缘、质轻、有一定弹性，有助于探针的固定，减小探针座的占用面积。探针7采用镀金钨钢材料，以满足探针的耐高温、导电且具有一定硬度的需求。钨钢具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。但是钨钢在高温下表面会生成氧化物，影响其导电性。因此钨钢镀金后，在保持其优良性能的同时，在高温下不会被氧化，可以保持其导电性。
本实施例中，加热棒10、热电偶11、探针7分别通过引线与外部控制器连接，底座1上开设有用于供引线通过的引线口：加热棒引线口19、热电偶引线口20、探针引线口21,22。引线口均采用密封插头以保证气密性，进气口8和排气口9同样采用密封插头以保证气密性。
本实施例中，底座1的底部设置有呈正三角形布置的三个测试台支柱23，使得测试台摆放稳定，测试台支柱23采用陶瓷材质，具有隔热作用，避免在使用过程中烫坏桌子等支撑体。
实施例六
本实施例提出的一种小型密封原位测试装置，其在上述实施例的基础上对加热台的保温结构进行了进一步补充。本实施例中，加热台的外部由凹型槽24包覆，凹型槽24采用陶瓷材料，凹型槽24的底部通过陶瓷螺钉28与底座固定。采用陶瓷材料导热系数较小，因此凹型槽对加热台具有保温效果，该装置可减小加热台使用过程中热量损失，保持测试腔温度基本不变。加热台通过陶瓷螺钉固定，保证在移动时加热台位置稳固，选择陶瓷螺钉减小了热量向底座传输。
值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种小型密封原位测试装置，包括底座和底座盖体，所述的底座上设置有一内凹的测试腔，所述的底座盖体密闭盖设在所述的测试腔的上方，所述的底座盖体包括位于中部用于光处理和拉曼原位检测的玻璃片，其特征在于，所述的测试腔内设置有供气体传感器放置并对其加热的加热台，所述的加热台的两侧对称分布有若干组探针座，所述的探针座上设置有用于与所述的气体传感器的测试端电连接的探针，所述的探针座与所述的测试腔之间设置有用于调节所述的探针的高度和角度的探针调节机构，所述的底座上还设置有连通所述的测试腔与外界的进气口和排气口。
2.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的加热台为矩形，所述的加热台的内部沿长度方向对称设置有加热棒，所述的加热棒与外部温控装置连接，所述的加热台的中部设置有用于感应所述的加热台温度并反馈给所述的温控装置的热电偶。
3.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的探针调节机构包括弹性件、螺钉和螺母，所述的螺钉固定在所述的测试腔的底部，所述的弹性件套设在所述的螺钉外，所述的探针座竖向开设有通孔，所述的通孔与所述的螺钉间隙配合，所述的弹性件的上端连接所述的探针座的底部并对所述的探针座产生向上的弹力，所述的螺母设置在所述的探针座的上方并与所述的螺钉配合，通过旋转螺母调节所述的探针座及其上的探针的高度，通过转动探针座调节所述的探针的角度。
4.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的底座盖体还包括盖板和固定环，所述的盖板设置在所述的底座的上方，四周通过紧固件与所述的底座固定，所述的盖板与所述的底座之间设置有密封圈，所述的固定环设置在所述的玻璃片的外周，所述的玻璃片通过所述的固定环与所述的底座盖体固定，所述的玻璃片与所述的固定环之间、所述的玻璃片与所述的底座盖体之间均设有密封垫片。
5.根据权利要求4所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的盖板的中部由外至内依次向下设置有第一定位台阶和第二定位台阶，所述的第一定位台阶和所述的第二定位台阶上均设有密封垫片，所述的玻璃片放置在上下两片所述的密封垫片之间，所述的固定环盖设在所述的第一定位台阶的上方，并通过均匀布置的紧固件与所述的第一定位台阶固定。
6.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的进气口和所述的排气口错位设置。
7.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的测试腔采用竖直的圆柱型，所述的底座和所述的底座盖体采用铝材，所述的探针座采用聚四氟乙烯材料，所述的探针采用镀金钨钢材料。
8.根据权利要求2所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的加热棒、所述的热电偶、所述的探针分别通过引线与外部控制器连接，所述的底座上开设有用于供引线通过的引线口，所述的引线口采用密封插头以保证气密性，所述的进气口和所述的排气口采用密封插头以保证气密性。
9.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的底座的底部设置有呈正三角形布置的三个测试台支柱，所述的测试台支柱采用陶瓷材质。
10.根据权利要求1所述的一种小型密封原位测试装置，其特征在于，所述的加热台由凹型槽包覆，所述的凹型槽采用陶瓷材料，所述的凹型槽的底部通过陶瓷螺钉与所述的底座固定。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114061928A (zh) * | 2021-11-08 | 2022-02-18 | 广东大普通信技术有限公司 | 一种振荡器测试装置 |
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2021
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| CN113588694B (zh) | 2023-01-31 |
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