CN2082861U

CN2082861U - 同基座多件复式气体传感器

Info

Publication number: CN2082861U
Application number: CN 90222147
Authority: CN
Inventors: 赵安然; 彭曼泽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1991-08-14

Abstract

本实用新型公开了一种能够靠自身结构给出温度自动跟随补偿信号、可具有阻抗抽头可调、较强的抗干扰能力、气敏选择性好等特性的新型气体传感器。它适用于需要对气体进行检测、监控、传感的场合。它是在同一基体或另一同基座的基体上使相连的或者不相连的气体敏感体与相应的电极构成两个或两个以上部件；在这些部件中可以将一些封闭起来作为温度补偿部件；这些相连的或者不相连的气体敏感体可以用相同气敏材料或不相同的气敏材料制成。

Description

本实用新型涉及一种改进的气体传感器，适用于需要对气体进行检测、监控、传感的系统，特别适用于需要阻抗调节、温度自动跟随补偿、抗干挠、选择性要求高等复合特性的气体传感的场合。

现有的气体传感器主要由基座、基体、电加热源、电加热源电极、基体上的涂敷电极、基体与涂敷电极上的敏感体、敏感体的信号电极、涂敷电极与信号电极可靠电连接的金属导电丝和外罩组成。当被测气体遇到敏感体时，敏感体的电阻值发生相应变化，即气敏响应呈电阻特征，从而通过信号电极将这一响应变化引出。由于每一气体传感器中敏感体的初始阻值在某一温度下是一相对固定的值，这一固定值很难满足各种电路匹配的要求；又由于温度对气体传感器敏感体的电阻值形成共模噪声，而且这种影响是非线性的，这种非线性的温度对电阻值的影响难以用外电路来进行一致的跟随补偿；普通气体传感器还难以消除对一些不需要气体的气敏干挠。目前，仅靠气敏材料本身的改进，还难以具备对众多气体都有效敏感的广谱型敏感功能，又难以消除对一些不需要气体产生的敏感信号。

本实用新型的目的就是要设计出一种新型的气体传感器，它不仅具有普通气体传感器的功能，而且敏感体的阻值制成抽头可调节；并可利用自身结构给出温度自动跟随补偿信号；还可消除对一些不需要气体的气敏干挠信号；也可制成具有对许多气体都有效敏感的功能；对某些需要气体的敏感信号可通过结构加强输出，或形成补偿，从而增加了选择性。

本实用新型是以如下方式完成的：在基体上制备一个以上独立的敏感体，因而，引出的敏感体的独立信号电极不少于三个；制备在同一基体上的敏感体，可用绝缘密封材料将其中一部分封闭起来不感受气体，此外基体上的敏感体可以彼此相串联或并联，制备的材料可以不相同；基体可以采用有孔形式或者无孔形式，当采用有孔形式时，孔内放置加热源，当采用无孔形式时，一面放置加热源，另一面制备涂敷电极和敏感体。

该实用新型在同一基座上构成一个以上气敏件或在同一基体上用相同材料制备的两个或多个相互串联的敏感体，相当于同一敏感体按一定阻值抽头，这种结构的气体传感器具有阻值抽头可调节的功能。同时在相同基体上用相同材料制备的两个相串联的或分离的几何尺寸和物理性能都相同的敏感体，将其中一个敏感体封闭起来，使之与外界气体隔离，但与未封闭的另一个敏感体感受同样温度，这种结构能给出温度自动跟随补偿信号，一但两个信号（一个来自封闭的敏感体，另一个来自未封闭的敏感体）输入共模、差模电路中，就可得到极佳的温度补偿效果，由于同一基座上有多件结构，包括同基体和不同基体的多件结构，即可以制备多个敏感体部件，因而可输出对多种气体成份敏感的，且相互独立的多个气敏信号，扩大了气敏范围；某些相同气体的敏感信号可用来相互加强而提高了该传感器对该气体的选择性；某些信号用来相互抵销而提高了对某些气体的抗干挠性；某些信号用作补偿而提高了该传感器的稳定性和可靠性；这种同基座多件结构的气体传感器由于能输出许多种类的信号，将这些信号输入给外电路能合成各种富于实用的传感信号，满足应用上的需要。

以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1为本实用新型的一种中间有孔的柱体式基体的具体结构，沿柱体中心线的A－A方向（参看图2），且垂直于基座平面的剖面图。

图2为本实用新型图1中的柱体式基体及其上的涂敷电极和金属导电丝的结构图。

图3为本实用新型非柱体式基体的具体结构图。

实施例一：

参照图1和图2，在一个圆形的胶木基座〔10〕上安装了加热源〔24〕的两个电极〔1，9〕和敏感体〔14、17、20、28、32〕的信号电极〔2、3、4、5、6、7、8〕。电极〔1、2、3、4、5、6、7、8、9〕是直径为0.8毫米的铜丝。在电极〔1、2、3、4、5、6、7、8、9〕上固定一个直径为3mm的圆筒型的瓷管基体〔25〕，孔内穿有一根直径为0.1mm电阻值为40Ω的镍铬丝加热源〔24〕。基体〔25〕的外表面用低阻高温金浆制备了梳状涂敷电极〔12、15、18、22、26、29、33〕，在厚约5μ的涂敷电极的圆环上各绕有一根直径为0.05mm的铂丝制成的金属导电丝〔13、16、19、23、27、30、34〕，与涂敷电极达到良好的电接触。金属导电丝〔13、16、19、23、27、30、34〕各自两个端头焊到相应的信号电极〔8、7、6、5、4、3、2〕上，达到良好电接触。在基体〔25〕上对应于涂敷电极〔12、15、18、22〕及其相应的金属导电丝〔13、16、19、23〕之间，用ZnSnO加SnO、Sio、Sr、Rb、W、Fe、Zn、As、Pt等处理后的材料制备上相互串联的敏感体〔14、17、20〕；在同一基体〔25〕上对应于涂敷电极〔26、29、33〕及其相应的金属导电丝〔27、30、34〕之间，用SnO参有Mgo、Pto、Cao等处理后的材料制备上相互串联的另一类敏感体〔28、32〕。涂敷电极为梳状相互交叉式，但不能互相短路。在敏感体〔32〕与另一敏感体〔20〕的外面分别被一层封闭材料〔31〕与〔21〕封闭起来，不能感受外界气体，该封闭材料〔31、21〕为硅胶。敏感体〔14〕与〔17〕与〔20〕相互串联，敏感体〔28〕与〔32〕相互串联；敏感体〔14、17、20〕与敏感体〔28、32〕彼此不相连。整个基体〔25〕及其上面的敏感体和封闭材料被一金属网制成的外罩〔11〕罩住。

实施例二：

参照图3，在一个长方形的胶木基座〔67〕上安装了加热源〔66、56〕的电极〔41、53〕，以及敏感体〔58、59、61、63、47〕的信号电极〔51、50、48、44、45、43、42〕。在电极〔41、42、43、44、45、48、50、51、53〕上固定一个长方形的陶瓷基体〔60〕，在基体〔60〕的上平面，用涂金浆制备上涂敷电极〔52、54、55、62、49、64、65〕，涂敷电极〔46〕与〔64〕为同电极。在各涂敷电极与相对应的信号电极之间用一铂丝制成的金属导电丝相连接，达到良好电接触（图中未画出）。在基体〔60〕上的涂敷电极〔52、54、55〕之间用Zn、SnO加SnCl、SiO、Sr、Rb、W、Fe、Zn、As、Pt等处理后的材料制备上相互串联的敏感体〔59、58〕。在基体〔60〕上的涂敷电极〔62、49、64、65〕之间用SnO参有MgO、Pto、PbO、Cao等处理后的材料制备上相互串联的敏感体〔61、47、63〕。敏感体〔58〕外用封闭材料〔57〕封闭起来，封闭材料为透明的聚四氟乙烯，还可将涂敷电极〔62〕与〔65〕用金属导电丝连接起来达到良好电接触，使敏感体〔61〕与〔47〕并联；也可将传感器的信号电极〔43〕与〔44〕短接，使敏感体〔61〕与〔47〕并联，最后用一金属网制成的外罩（图中未画出）将基体〔60〕及其上的部件罩在基座〔67〕与外罩之间。

Claims

1、一个由基座[10]、基体[25]、电加热源[24]、电加热源电极[1、9]、基体[25]上涂敷电极[12、15]、基体[25]与涂敷电极[12、15]上的敏感体[14]、敏感体的信号电极[7、8]、涂敷电极[12、15]与信号电极可靠电连接的金属导电丝[13、16]、外罩[11]组成的气体传感器，其特征是在基体[25]上制备一个以上独立的敏感体[14、17、20、28、32]，因而引出的敏感体的独立信号电极[2、3、4、5、6、7、8]不少于三个。

2、按权利要求1所述的气体传感器，其特征是制备在同一基体〔25〕上的敏感体〔14、17、20、28、32〕，可用绝缘密封材料将其中一部分〔20、32〕封闭起来不感受气体。

3、按权利要求1或2所述的气体传感器，其特征是在基体〔25〕上的敏感体〔14、17、20、28、32〕可以彼此相串联或并联，制备的材料可以不相同。

4、按权利要求1或2或3所述的气体传感器，其特征是基体〔25〕可以采用有孔形式或者无孔形式，当采用有孔形式时，孔内放置加热源〔24〕，当采用无孔形式时，一面放置加热源〔56、66〕，另一面制备涂敷电极〔55、54、52、62、64、49、65、46〕和敏感体〔58、59、61、63、47〕。