CN203310801U - 电化学式氧传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及气体浓度检测领域，提供了一种电化学式氧传感器，包括下壳体以及罩设于下壳体上的上盖，上盖与下壳体围合形成容纳腔，容纳腔内置有电解质，电解质连接有传感电极、参比电极以及伸入电解质中的阴极与阳极，上盖上至少设有一个用于将外界的混合气体进入容纳腔内的进气口，下壳体与上盖可拆卸连接，各进气口处设有用于过滤混合气体中干扰气体的过滤器，且过滤器可拆卸贴设于上盖内壁。本实用新型在上盖的进气口增设过滤器，能够有效地过滤外界混合气体中的干扰气体，而且过滤器与上盖之间为可拆卸贴设，上盖与下壳体之间也为可拆卸连接，那么在过滤器失效时，对其更换就非常方便，可以有效延长氧传感器的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体检测领域，尤其涉及一种利用电化学反应检测氧气浓度的传感器。
背景技术
随着工业化进程的不断加快，石油、化工以及汽车等领域都会产生大量的废气，这样会对周围环境造成一定的影响，于是对环境中的气体检测也越来越受到人们的重视。其中氧传感器就是用于检测混合气体中的氧气浓度，根据工作原理不同可以分为电化学式、热磁式、光学以及半导体电阻式等几种，而电化学式则是利用了电化学反应实现对氧气的检测，这类传感器具有灵敏度、测量范围宽、响应时间快以及可靠性高等优点，被广泛应用在石油、化工以及汽车等领域。但是和其它原理的气体传感器一样，在测量混合气体时，难免会因为干扰气体而影响检测精度，目前降低交叉干扰主要是选择特性电极材料和改进催化剂、施加“偏置”电压以及内置交叉干扰系数自动补偿等几种方法，但是这样降低干扰的程度有限，而且后一种方法操作起来也比较麻烦。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种采用电化学的方式简单有效地降低交叉干扰的氧气传感器。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种电化学式氧传感器，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氧气浓度的阴极与阳极，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。
具体地，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。
进一步地，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。
具体地，所述电解质为置于薄膜袋内的电解液。
进一步地，所述电解质外罩设有金属网。
进一步地，所述下壳体设有连通所述电解质的导液口，所述导液口设有密封开关。
进一步地，所述电解质的上表面以及下表面均设有透气层。
具体地，所述透气层包括至少一层过滤棉。
进一步地，所述容纳腔内置有与所述阴极以及所述阳极电连接的检测电路，所述下壳体外表面设有与所述检测电路电连接的显示屏。
进一步地，所述阴极以及所述阳极均凸出所述下壳体的下表面。
本实用新型具有下列技术效果：
本实用新型在上盖的进气口处设置一个过滤器，并且过滤器位于上盖的内壁上，这样外界气体在经进气口进入容纳腔时，不会直接进入，必先与过滤器接触，而过滤器又能够使外界混合气体中容易对氧气检测产生交叉干扰的气体进行过滤，可以大大降低干扰气体对氧气检测的影响，而且下壳体与上盖之间为可拆卸连接，过滤器与上盖内壁之间也为可拆卸连接，整个结构比较简单，而且这样在过滤器失效后，可以直接打开上盖对过滤器进行更换非常方便，有利于增加整个氧传感器的使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型较佳实施例爆炸示意图；
图2为本实用新型实施例剖视图；
图3为本实用新型实施例主视图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1和图2，本实用新型实施例提供了一种电化学式氧传感器，用于检测气体中的氧气浓度，包括一个上盖1以及下壳体2，上盖1与下壳体2之间为可拆卸连接并且两者围合形成一个容纳腔3，容纳腔3内置有电解质31，当然电解质31还连接有传感电极（图中未示出）以及参比电极（图中未示出），还有伸入电解质31内的阴极（图中未示出）与阳极（图中未示出），通过阴极与阳极电连接一个检测电路测出氧气浓度，在上盖1上还设有若干的进气口11，外界的混合气体能够经由这些进气口11进入容纳腔3内，进一步地，在上盖1的内壁上可拆卸贴设有过滤器12并且各进气口11均位于该过滤器12的正上方，也就是说由各进气口11进入的混合气体均先经过该过滤器12再进入容纳腔3内，对于上盖1与下壳体2之间也为可拆卸连接。在进行氧气检测的过程中，往往混合气体中会存在一定含量的干扰气体，其对氧气的检测容易形成交叉干扰，降低检测精度。而在本氧传感器中，外界混合气体先由上盖1上的各进气口11进入，在穿过各进气口11由上盖1内壁贴设的过滤器12可以有效过滤大部分混合气体中的干扰气体，而剩余的混合气体中的氧气则与容纳腔3内的电解质31发生电化学反应并产生电势差，进而可以通过测量电势差检测混合气体中的氧气浓度。本氧传感器中的过滤器12过滤了大部分的干扰气体，可以大大提高氧气浓度检测的精度，进一步地上盖1与下壳体2之间的可拆卸连接，而且上盖1内壁与过滤器12之间的贴设也为可拆卸，建构比 较简单，而且这样在过滤器12失效时，可以很方便地对其进行更换，从而保证检测的精度，延长该氧传感器的使用寿命。当然为了进一步保证检测的精确度，可以有效增加过滤器12的个数，多重过滤混合气体中的干扰气体。
具体地，一般地过滤器12可以采用两种办法对干扰气体进行过滤，一种过滤器12为采用活性炭制成的滤板，活性炭不能吸收氧气而可以吸收大部分的干扰气体；另一种办法是过滤器12为涂设有反应层的网板，而反应层可以与主要的干扰气体发生化学反应，从而大大减少干扰气体含量，提高氧气检测精度。当氧传感器中的过滤器12不只一个时，上述两种结构的过滤可以叠加使用。
再次参见图2，进一步地，在上盖1上还设有一毛细管扩散栅13，并且该毛细管扩散栅13位于上盖各进气口11的正上方。由于外界的混合气体可能会受周围环境影响，流速不可控，而在毛细管扩散栅13的作用下，根据其孔径的大小，可以使得流入上盖1各进气口11的混合气体流速比较稳定，利于氧气浓度检测。
具体地，电解质31为电解液，并将其置于薄膜袋内，再在薄膜袋外罩设有金属网32，便于将整个电解质31在容纳腔3内固定，当然还可以在容纳腔3内设置一个支撑物33用来支撑金属网32。一般地电解液为钾盐，传感电极为贵金属，阳极为铅块等，氧气到达传感电极时发生电化学反应：O2+H2O+4e-→4OH-，而OH-经由电解液传递至阳极，并与阳极发生电化学反应：2Pb+4OH-→2PbO+2H2O+4e-，这样阴极阳极之间形成电势差，从而通过检测电势差就可以检测出混合气体中的氧气浓度。
进一步地，在下壳体2的一侧边上设有一个导液口21，并且该导液口21与电解质31相通，当然在导液口21上设有一个密封开关22，用于密封该导液口21。一般地，氧传感器内电解液钾盐在使用一两年后失效，打开密封开关，可以通过导液口21对容纳腔3内的电解液进行更换，延长氧传感器的使用寿命。
进一步地，在电解质31的上表面以及下表面均设有透气层34，用于避开外界环境的压力对电解质31的影响。可以将电解质31上表面的透气层34为两层的过滤棉341，而电解质31下表面的透气层34为一层的过滤棉341，一般地电解质31下表面的透气层34贴设在金属网32上，对于透气层34也可以设为聚四氟乙烯防水透气膜。
参见凸和图3，具体地，对于阴极与阳极两者之间的电势差检测可以通过内置在容纳腔3内的检测电路（图中未示出）来实现，阴极与阳极均与检测电路电连接，而在下壳体2的外表面则还嵌设有一个显示屏（图中未示出），并且该显示屏也与检测电路电连接，这样通过显示屏就可以很清楚地显示混合气体中的氧气浓度，这种结构属于将检测显示功能均集成于氧传感器上，非常方便。
对于阴极与阳极两者之间的电势差的检测还可以通过将阴极与阳极设为凸出下壳体下表面23的伸入电解质31内的阴极棒35以及阳极棒36来实现，阳极棒35与阴极棒36与外接电路电连接连接（图中未示出），通过外接电路检测出电势差，进而也可以检测出混合气体中氧气浓度，这种结构属于将检测与显示功能分体式，也比较方便。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电化学式氧传感器，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氧气浓度的阴极与阳极，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，其特征在于：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。
2.如权利要求1所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述过滤器包括可吸收干扰气体的活性炭板或者/和涂设有化学反应层的网板。
3.如权利要求1或2所述的电化学式氧传感器，其特征在于：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。
4.如权利要求1或2所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述电解质为置于薄膜袋内的电解液。
5.如权利要求4所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述电解质外罩设有金属网。
6.如权利要求4所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述下壳体设有连通所述电解质的导液口，所述导液口设有密封开关。
7.如权利要求1所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述电解质的上表面以及下表面均设有透气层。
8.如权利要求7所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述透气层包括至少一层过滤棉。
9.如权利要求1、2、7或8任一项所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述容纳腔内置有与所述阴极以及所述阳极电连接的检测电路，所述下壳体外表面设有与所述检测电路电连接的显示屏。
10.如权利要求1、2、7或8任一项所述的电化学式氧传感器，其特征在于：所述阴极以及所述阳极均凸出所述下壳体的下表面。
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