CN205027694U - 恒定低温电化学氧气分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种恒定低温电化学氧气分析仪，包括机箱及置于机箱内的氧气分析电路，机箱上开设有气体进口和气体出口，氧气分析电路包括用于检测氧气的电化学氧传感器、与电化学氧传感器输出端相连的放大器、与放大器相连输出端的第一模数转换器、与第一模数转换器输出端相连的微处理器、与微处理器输出端相连的显示器及与显示器相连的键盘。在机箱内还设置有温度控制机构，温度控制机构包括设置于电化学氧传感器旁的半导体制冷器及与半导体制冷器相连的温度控制器，温度控制器与微处理器连接。本实用新型的有益效果：减少了温度对测量结果影响，同时延长了电化学氧传感器工作寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及气体分析领域，特别涉及氧气体分析装置。
背景技术
在氧气分析装置中，设置有用于感应氧气的电化学氧传感器。电化学氧传感器的工作原理是当被测气体氧分子通过透气膜即可在传感器内发生氧化-还原反应，当氧分子到达正极表面时，发生还原反应，同时负极发生氧化反应，化学反应过程如下：
式1：阴极：O2+2H2O+4e-→4OH-
式2：铅阳极：2Pb+4OH-→2PbO+2H2O+4e-
式3：电池综合反应：O2+2Pb→2PbO
式1和式2的反映发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度(法拉第定律)，可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。电化学反应中，铅极参与到氧化反应中，使得这些传感器具有一定的使用期限，一旦所有可利用的铅完全被氧化，传感器将停止运作。由于传感器是基于化学反应的原理，环境温度对传感器的工作有较大影响，温度升高，化学反应就变剧烈，传感器信号输出变大；温度降低，化学反应趋缓，传感器信号输出变小。同时，工作温度对电化学氧传感器的寿命有较大的影响。比如某型号电化学氧传感器在参考条件下，工作温度为20℃时，电化学氧传感器的工作寿命预期为9.4万小时，而如果工作温度为40℃时，电化学氧传感器的工作寿命预期只有6万小时。为减小环境温度变化对测量结果的影响，采用较多的是温度补偿法和加热恒温控制法。当环境温度变化较大时，温度补偿的效果不佳。而加热恒温控制法需要将恒定的温度设置在环境温度最高值以上才能恒定温度，一般需要高于40℃。因此，使用加热法在减少温度对测量结果影响的同时，减少了电化学氧传感器的工作寿命。
实用新型内容
本实用新型提出一种恒定低温电化学氧气分析仪，减少了温度对测量结果影响，同时延长了电化学氧传感器工作寿命。
本实用新型的技术方案是这样实现的：提供一种恒定低温电化学氧气分析仪，包括机箱及置于机箱内的氧气分析电路，机箱上开设有气体进口和气体出口，氧气分析电路包括用于检测氧气的电化学氧传感器、与电化学氧传感器输出端相连的放大器、与放大器相连输出端的第一模数转换器、与第一模数转换器输出端相连的微处理器、与微处理器输出端相连的显示器及与显示器相连的键盘。在机箱内还设置有温度控制机构，温度控制机构包括设置于电化学氧传感器旁的半导体制冷器及与半导体制冷器相连的温度控制器，温度控制器与微处理器连接。使用时，温度控制器在微处理器控制下工作，半导体制冷器在温度控制器的控制下对电化学氧传感器所处环境进行加热或制冷工作，使得电化学氧传感器所处环境的温度在设定温度(该设定温度为20℃～25℃)工作，使电化学氧传感器的工作温度不但恒定，而且还处于一个较低温度下。不但减小了分析仪所处环境温度变化对测量结果的影响，而且延长了电化学氧传感器的工作寿命。
进一步的，所述温度控制机构还包括设置在电化学氧传感器旁的温度传感器及与温度传感器相连的第二模数转换器，第二模数转换器与微处理器连接。通过设置温度传感器对电化学氧传感器的工作进行实时监控，使半导体制冷器根据电化学氧传感器的真实温度工作，减小真实温度与设定温度之间的误差，最终实现电化学氧传感器的工作温度为恒定温度，进一步减少了温度对测量结果影响，增加了电化学氧传感器工作寿命的。
再进一步的，所述电化学氧传感器下方设置有铝块，机箱的底面设置有机箱底板，半导体制冷器设置于铝块与机箱底板之间，温度传感器设置在铝块上。在半导体制冷器与机箱底板之间设置铝板，使得半导体制冷器向电化学氧传感器传递温度更加均匀，避免因半导体制冷器直接向电化学氧传感器，而导致电化学氧传感器所处环境温度忽高忽低。
再进一步的，所述机箱内设置有用于将铝块和电化学氧传感器包裹的隔热罩，在气体进口上设置有用于连通隔热罩的第一气路管，在气体出口上设置有用于连通隔热罩的第二气路管。在铝块和电化学氧传感器外设置隔热罩，屏蔽电化学氧传感器，使得电化学氧传感器所处环境空间变小，使得半导体制冷器在对该环境空间进行调节时的效果更好，同时也降低了半导体制冷器的功耗，降低了使用成本。
进一步的，所述半导体制冷器为帕尔贴元件。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：设置温度控制机构，使得电化学氧传感器在设定温度工作，避免了不同外界温度对电化学氧传感器内的化学反应的影响，从而了温度对测量结果影响；通过设置温度机构，使得电化学氧传感器的所处环境的温度较低(20℃～25℃)，该温度也能保证电化学氧传感器的正常工作，从而延长了电化学氧传感器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型恒定低温电化学氧气分析仪的结构示意图。
图2为本实用新型恒定低温电化学氧气分析仪的电路框图。
附图标记：
1机箱，2氧气分析电路，3温度控制机构，11气体进口，12气体出口，13机箱底板，14第一气路管，15第二气路管，21电化学氧传感器，22放大器，23第一模数转换器，24微处理器，25显示器，26键盘，31半导体制冷器，32温度控制器，33温度传感器，34第二模数转换器，35铝块，36隔热罩。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型一种恒定低温电化学氧气分析仪，包括机箱1及置于机箱1内的氧气分析电路2。
机箱1上开设有气体进口11和气体出口12。
请参考图2所示，氧气分析电路2包括用于检测氧气的电化学氧传感器21、与电化学氧传感器21输出端相连的放大器22、与放大器22相连输出端的第一模数转换器23、与第一模数转换器23输出端相连的微处理器24、与微处理器24输出端相连的显示器25及与显示器25相连的键盘26。
请继续参考图1及图2所示，在机箱1内还设置有温度控制机构3，温度控制机构3包括设置于电化学氧传感器21旁的半导体制冷器31、与半导体制冷器31相连的温度控制器32、设置在电化学氧传感器21旁的温度传感器33及与温度传感器33相连的第二模数转换器34，第二模数转换器34与微处理器24的输入端连接，温度控制器32与微处理器24的输出端连接。本实施例中，半导体制冷器31为为帕尔贴元件。
请继续参考图1所示，本实施例中，位于电化学氧传感器21下方设置有铝块35，机箱1的底面设置有机箱底板13，半导体制冷器31设置于铝块35与机箱底板13之间，温度传感器33设置在铝块35上。
机箱1内设置有用于将铝块35和电化学氧传感器21包裹的隔热罩36，在气体进口11上设置有用于连通隔热罩36的第一气路管14，在气体出口12上设置有用于连通隔热罩36的第二气路管15。
本实用新型的工作原理：使用时，温度控制器32在微处理器24下工作，半导体制冷器31在温度控制器32的控制下对电化学氧传感器21所处环境进行加热或制冷工作，使得电化学氧传感器21所处环境的温度在设定温度工作，当外界温度低于设定温度时，帕尔贴元件在温度控制器32的控制下对铝块35加热，使铝块35的温度升高到设定温度值，当外界温度高于设定温度时，帕尔贴元件在温度控制器的控制下对铝块制冷，使铝块的温度降低到设定温度。从而减少了温度对测量结果影响，延长了电化学氧传感器21工作寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种恒定低温电化学氧气分析仪，包括机箱(1)及置于机箱(1)内的氧气分析电路(2)，机箱(1)上开设有气体进口(11)和气体出口(12)，氧气分析电路(2)包括电化学氧传感器(21)、与电化学氧传感器(21)相连的放大器(22)、与放大器(22)相连的第一模数转换器(23)、与第一模数转换器(23)相连的微处理器(24)、与微处理器(24)相连的显示器(25)及与显示器(25)相连的键盘(26)，其特征在于，在机箱(1)内还设置有温度控制机构(3)，温度控制机构(3)包括设置于电化学氧传感器(21)旁的半导体制冷器(31)及与半导体制冷器(31)相连的温度控制器(32)，温度控制器(32)与微处理器(24)连接。
2.根据权利要求1所述的恒定低温电化学氧气分析仪，其特征在于，所述温度控制机构(3)还包括设置在电化学氧传感器(21)旁的温度传感器(33)及与温度传感器(33)相连的第二模数转换器(34)，第二模数转换器(34)与微处理器(24)连接。
3.根据权利要求2所述的恒定低温电化学氧气分析仪，其特征在于，所述电化学氧传感器(21)下方设置有铝块(35)，机箱(1)的底面设置有机箱底板(13)，半导体制冷器(31)设置于铝块(35)与机箱底板(13)之间，温度传感器(33)设置在铝块(35)上。
4.根据权利要求3所述的恒定低温电化学氧气分析仪，其特征在于，所述机箱(1)内设置有用于将铝块(35)和电化学氧传感器(21)包裹的隔热罩(36)，在气体进口(11)上设置有用于连通隔热罩(36)的第一气路管(14)，在气体出口(12)上设置有用于连通隔热罩(36)的第二气路管(15)。
5.根据权利要求1所述的恒定低温电化学氧气分析仪，其特征在于，所述半导体制冷器(31)为帕尔贴元件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520818100.5U CN205027694U (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 恒定低温电化学氧气分析仪 |
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|---|---|
| CN205027694U true CN205027694U (zh) | 2016-02-10 |
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ID=55260217
Family Applications (1)
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| CN201520818100.5U Active CN205027694U (zh) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | 恒定低温电化学氧气分析仪 |
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|---|---|
| CN (1) | CN205027694U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112198202A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-08 | 杭州绿洁环境科技股份有限公司 | 一种电化学电解池 |
| CN112368575A (zh) * | 2017-12-20 | 2021-02-12 | 比尔芬格诺尔有限公司 | 用于检查大气的装置和该装置的用途 |
| CN113418973A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-09-21 | 朱浩奇 | 一种电化学传感器 |
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2015
- 2015-10-20 CN CN201520818100.5U patent/CN205027694U/zh active Active
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