CN204086193U - 一种超微热导检测器 - Google Patents

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石兆奇
杨亮
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Xi'an Dingyan Technology Co ltd
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XIAN DINGYAN TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及检测领域，公开了一种超微热导检测器，包括壳体，所述壳体内设有待测气体通道，与待测气体通道相邻处设有测量臂气室，与测量臂气室相对应的壳体内设有参考臂气室；与所述待测气体通道相邻处的测量臂气室端口上设有铂丝电阻，对应铂丝电阻测量臂气室端口的另一端口设有插入至测量臂气室内的测量臂；所述参考臂气室为框型结构，在其两个端口上分别设有插入至参考臂气室内的参考臂，在参考臂气室端口内侧分别设有连通至壳体外壁的参考气体进样口和参考气体出样口。本实用新型具有测量背景参数可调、测量准确、应用范围极广、安装方便且测量精度趋于ppb/ppt数量级的特点。

Description

一种超微热导检测器
技术领域
本实用新型涉及检测领域，尤其涉及一种超微热导检测器。
背景技术
随着社会经济的发展，目前在各大型工业企业（如：煤矿、石油、空分等行业）的生产过程中，某些生产环节下需要对特定的生产过程所产生的气体含氢量进行必要的检测，以提高生产过程的稳定性、安全性；保证维护工作人员的人身安全和正常的生产需要。现在企业采用的检测仪器是根据热导原理——惠斯通电桥平衡原理，对工业气体进行检测。但是现有测量技术的测量背景参数是不可调的，这就使得在测量中，被测气体的选择会受到很大的限制。
实用新型内容
为解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种超微热导检测器，具有测量背景参数可调、测量准确、应用范围极广、安装方便且测量精度趋于ppb/ppt数量级的特点。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型实施例提供的一种超微热导检测器，包括壳体，所述壳体内设有待测气体通道，与待测气体通道相邻处设有容纳测量臂气室的两个腔体，与测量臂气室相对应的壳体内设有容纳参考臂气室的两个腔体；与所述待测气体通道相邻处的两个腔体端口上分别设有铂丝电阻，两个腔体另一端口分别设有测量臂；所述容纳参考臂气室的腔体为框型结构，在腔体两个端口上分别设有插入其端口内的参考臂气室，在参考臂气室的端口分别设有参考臂；在所述壳体上分别设有连通两个参考臂气室的参考气体进样口和参考气体出样口。
可选地，所述待测气体通道设有待测气体进样口和待测气体出样口，在通道内设有过滤网。
可选地，所述待测气体通道分为单气道或多气道，多气道分为主气道和分气道，所述主气道口径大于分气道口径。
可选地，所述测量臂气室和参考臂气室内均设有热敏元件；所述热敏原件均用惰性材料封装。
可选地，所述容纳测量臂气室的两个腔体在壳体内间隔平行设置。
可选地，所述参考气体进样口处设有的锥状弹片，所述锥状弹片一端连接在参考臂气室的气室壁上，一端连接在参考臂上。
可选地，所述锥状弹片采用铝镁合金材料制作。
可选地，所述参考气体出样口处设有螺栓密封件。
可选地，所述测量臂气室和参考臂气室壁均为网状结构。
可选地，所述测量臂气室底部开孔。
由上可见，本实用新型提供的超微热导检测器安装方便，参考热导系数可调，灵敏度高、测量数据精确，精度优于±1%，可广泛应用于色谱等各类气体分析仪器使用，其体积小、可靠性、耐振性也相对提高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型多待测气体通道结构示意图。
图3（a）和图3（b）为参考气体进样口结构示意图。
图4（a）和图4（b）为参考气体出样口结构示意图。
图5为测量臂气室和参考臂气室壁网状结构示意图。
图中：1-待测气体进样口；2-待测气体出样口；3-参考气体出样口；4-参考气体进样口；5-铂丝电阻；6-过滤网；7-测量臂；8-参考臂；9-壳体；10-测量臂气室；11-参考臂气室；12-锥状弹片；13-螺栓密封件；14-网状结构。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，一种超微热导检测器，包括壳体9，所述壳体9内设有待测气体通道，与待测气体通道相邻处并列设有容纳测量臂气室10的两个腔体，与测量臂气室10相对应的壳体9内设有容纳参考臂气室11的两个腔体；与所述待测气体通道相邻处的两个腔体端口上分别设有铂丝电阻5，两个容纳测量臂气室10腔体另一上端口上分别设有测量臂7，两个测量臂气室10设在测量臂7气路内，测量臂气室10内设有热敏元件；所述参考臂气室11的腔体为框型结构，在其两个端口上分别设有插入其端口内的参考臂气室11，在参考臂气室11的端口分别设有参考臂8，两个参考臂气室11设在参考臂8气路内，参考臂气室11内设有热敏元件；所述热敏原件均用惰性材料封装。在所述壳体9上分别设有连通两个参考臂气室11的参考气体进样口4和参考气体出样口3。待测气体通道设有待测气体进样口1和待测气体出样口2，在通道内设有过滤网6。
如图2所示，待测气体通道分为单气道或多气道，多气道分为主气道和分气道，主气道口径大于分气道口径。
如图3（a）和图3（b）所示，参考气体进样口4处设有的锥状弹片12，锥状弹片12一端连接在参考臂气室11的气室壁上，一端连接在参考臂8上。锥状弹片12采用铝镁合金材料制作。
如图4（a）和图4（b）所示，参考气体出样口3处设有螺栓密封件13。
如图5所示，测量臂气室10和参考臂气室11壁均为网状结构14。
本实用新型是基于现有实用新型的基础上加以优化、改进得以实现的。
本实用新型的技术关键点在于：测量臂和参考臂的热敏元件均采用超微技术光在云母上刻上很细的铂丝制成的铂丝电阻。这种铂丝电阻平行的装配于气流通道中，微气流从其表面掠过。
本实用新型的体积很小，光刻铂丝电阻的云母只有3×3mm见方，毛细血管气流通道内径仅为0.2～0.5mm，灵敏度极高，精度极优于±1%，价格也比较便宜。
制作本实用新型提供的用于测量氢气的热导池传感器时，首先在壳体的测量臂7部位开两个孔用来连接壳体9和测量臂气室10，在壳体参考臂8部位开两个孔用来连接壳体9和参考臂气室11，壳体9内部开参考臂气路、测量臂气路，参考臂8两端分别开有参考气体出样口3和参考气体进样口4，测量臂7两端分别开有与待测气体通道相接的铂丝电阻5（进气口和出气口）；将热敏元件用惰性材料封装后插入测量臂气室10和参考臂气室11，利用密封胶对气室口进行密封，然后将各气室活动连接在壳体内（包括旋接、卡接等），其中参考臂气室11与参考臂8气路相接的位置开孔，测量臂气室10与测量臂7气路相接的位置开孔，可选的还可以在测量臂气室10壁上均匀开有若干个孔；最后参考臂气室11与参考气体进样口4相接的地方设置弹片，参考臂气室11与参考气体出样口3相接的位置用螺栓密封。为了使测量结果更准确，使得传感器使用寿命更长可在测量臂的进气口端粘连过滤膜。
测量时，将参考气体通入参考臂8，给传感器加电、测量臂气室10中通入样气后，参考臂8和测量臂7的四臂热敏元件——用惰性材料进行封装的铂丝开始升温，阻值开始发生变化，因参考臂8的参考系数（热导系数）与样气热导系数不同，利用惠斯通电桥原理即可得到所需气体的含量。
本实用新型将热敏元件用惰性材料封装，可防止气体对热敏元件的腐蚀，使传感器不容易老化；参考臂气室11与参考气体进样口4相接的地方设置锥状弹片12，锥状弹片12采用铝镁合金制作，内部可为空心，材质较轻，且不易受各种气体腐蚀氧化；参考臂气室11与参考气体出样口3相接的位置用螺栓密封，当对参考臂气室11通入气体时，只需借用外力将弹片推进，气体即可充满参考臂8，当气体充满后，借用参考臂气室11内部气压的作用将弹片迅速弹回原位，防止漏气现象发生，如果需要更改背景气体，只需用螺丝刀旋动螺栓，将螺栓旋出即可将背景气体释放，实现参考热导系数可调；各气室活动连接在壳体内，使得所述传感器安装方便而且容易拆卸；热敏元件的封装厚度不大于0.1mm，在保护热敏元件的同时也不会影响测量结果；所述各气室壁上均匀开有若干个孔，可使气体与热敏元件接触更充分，测量效果更好。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (4)

1.一种超微热导检测器，其特征在于，包括壳体(9)，所述壳体(9)内设有待测气体通道，与待测气体通道相邻处设有容纳测量臂气室(10)的两个腔体，与测量臂气室(10)相对应的壳体(9)内设有容纳参考臂气室(11)的两个腔体；与所述待测气体通道相邻处的两个腔体端口上分别设有铂丝电阻(5)，在两个腔体另一端口分别设有测量臂(7)；所述容纳参考臂气室(11)的腔体为框型结构，在腔体两个端口上分别设有插入其端口内的参考臂气室(11)，在参考臂气室(11)的端口分别设有参考臂(8)；在所述壳体(9)上分别设有连通两个参考臂气室(11)的参考气体进样口(4)和参考气体出样口(3)； 
所述待测气体通道分为单气道或多气道，多气道分为主气道和分气道，所述主气道口径大于分气道口径； 
所述测量臂气室(10)和参考臂气室(11)内均设有热敏元件；所述热敏原件均用惰性材料封装。 
2.根据权利要求1所述的超微热导检测器，其特征在于，所述参考气体进样口(4)处设有的锥状弹片(12)，所述锥状弹片(12)一端连接在参考臂气室(11)气室壁上，一端连接在参考臂(8)上； 
所述锥状弹片(12)采用铝镁合金材料制作。 
3.根据权利要求1-2所述的超微热导检测器，其特征在于，所述测量臂气室(10)和参考臂气室(11)壁均为网状结构(14)。 
4.根据权利要求9所述的超微热导检测器，其特征在于，所述测量臂气室(10)底部开孔。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105136871A (zh) * 2015-06-19 2015-12-09 上海集成电路研发中心有限公司 一种微型热导池结构及其加工制造方法
CN111999338A (zh) * 2020-07-22 2020-11-27 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种微型热导气体传感器
CN113203769A (zh) * 2021-04-15 2021-08-03 电子科技大学 一种高气密性的微型热导检测器及其制作方法

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Patentee before: XIAN DINGYAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Granted publication date: 20150107

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Pledgor: XI'AN DINGYAN TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2021610000379

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