CN210109088U - 气体传感器探头防水结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了气体传感器探头防水结构，涉及气体传感器探头领域，解决了防护金属丝网或者粉末冶金片接触到液态水后会形成表面薄膜隔绝敏感元件和被测气体，出现无法测量、进水损坏的问题。本实用新型包括外壳、连接外壳的底盖以及连接于外壳内腔中的传感器探头，传感器探头连接固定座，所述固定座在外壳的轴线方向上开设至少一个探测孔，固定座上的探测孔与传感器探头连通，底盖底面的周边设有若干个探测孔，固定座上的探测孔在竖直方向上的投影与底盖上的探测孔在竖直方向上的投影不重合，底盖与固定座之间留有间隙。本实用新型具有结构简单、满足户外露天和井下淋水场所气体浓度的检测，可满足365x24小时连续运行时间要求等优点。

Description

气体传感器探头防水结构

技术领域

本实用新型涉及气体传感器探头领域，具体涉及气体传感器探头防水结构。

背景技术

气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。探测头通过气体传感器对气体样品进行调理，通常包括滤除杂质和干扰气体、干燥或制冷处理仪表显示部分。

在最近几年本质安全性的矿用设备的防护等级一般为IP54，即防溅水。实际工业环境中，很多设备直接受到雨水的冲刷，导致设备进水出现故障和损坏。因此，行业标准要求在最新的产品设计中必须提升产品防护等级到IP65。气体类传感器主要作用是感知空气中被测气体成分的含量。检测过程中敏感元件的检测部件需要直接与被测气体接触，如图1所述，大多数现有技术的气体传感器包括外壳1和连接外壳1的底盖11，底盖11底面的中间和周边均设置多个探测孔110，外壳1内置传感器探头2，底盖11与传感器探头2之间设有金属丝网3。探测过程中，气体从探测孔110进入，经金属丝网3过滤后再进入传感器探头2进行测量。金属丝网3也可以用粉末冶金片来代替。

在对现有技术研究和实践中，发明人发现，这种结构在IP65防水设计中存在很大困难，因为当金属丝网3或者粉末冶金片接触到液态水后会形成表面薄膜隔绝敏感元件和被测气体，出现无法测量、进水损坏或者的响应时间慢的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供了气体传感器探头防水结构，解决了防护金属丝网或者粉末冶金片接触到液态水后会形成表面薄膜隔绝敏感元件和被测气体，出现无法测量、进水损坏的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

气体传感器探头防水结构，包括外壳、连接外壳的底盖以及连接于外壳内腔中的传感器探头，传感器探头下端连接固定座，所述固定座在外壳的竖直方向上开设至少一个探测孔，固定座上的探测孔与传感器探头连通，底盖底面的周边设有若干个探测孔，固定座上的探测孔在底盖上的投影与底盖上的探测孔不重合，底盖与固定座之间留有间隙。

本技术方案气体传感器探头防水结构开口方向朝下，当水流从上方和四周喷射时，由于结构采用完全密封设计，液态水无法进入传感器检测气室。当水流从下方喷射时，底盖底面仅仅周边分布了探测孔，正中心不开孔，起到第一层防护作用，水流从四周进入。内部间隙约3mm后，固定座中心开孔，外侧不开孔，起到第二层防护作用。以此交替错位结构设计起到保证喷射水流不能直接抵达敏感元件表面，极大的降低了水流的冲击力度。

进一步的，固定座的侧面还开设至少一个导流孔。用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。空气可从底盖的探测孔进入，再从固定座上的导流孔进入与传感器探头接触，当外壳内的空气与外界的空气形成压力差或温度场时，空气则会流动，从而加速传感器探头上的水蒸发。

优选的，所述固定座的侧面至少有两个导流孔，固定座上有至少两个导流孔的中心线重合。

进一步的，外壳的侧面至少开设一个导流孔。同理，也是用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。空气从外壳侧面的导流孔流入，经固定座上的导流孔流入固定座内与传感器探头接触，再从外壳的侧面的另一个导流孔流出，加速传感器探头上的水蒸发。

优选的，所述外壳的侧面至少有两个导流孔，外壳上的至少两个导流孔的中心线重合。

优选的，所述固定座的侧面还开设至少两个导流孔，外壳的侧面至少开设两个导流孔，固定座上至少有两个导流孔和外壳上的至少两个导流孔的中心线重合。

进一步的，底盖的下底面与固定座的上底面之间的距离为1～5cm。优选3cm，两者之间预留一定距离，在经过这个过程形成水柱必然产生相应的反作用压力，两者相互抵消，使水流难以抵达敏感元件端面形成液态水薄膜。如果距离太远，内部空间越大的情况下气体自然扩散的路程和需要置换的气体总量越大；距离太短，则水柱容易抵达敏感元件端面形成液态水薄膜。

水流经过错位结构减速后，进入的液态水残留在探头内部对敏感元件表面任然存在一定威胁。因此加深了固定座内部开孔高度，使液态水抵达敏感元件表面之前由于自身重力作用产生反作用压力。从而使喷射水流无法到达敏感元件表面，无法形成水膜隔离被测气体或者瞬坏敏感元件。

在实际使用用，过深的开孔或者狭窄的缝隙会严重影响测量的T90响应时间指标，因为气室越深越狭窄、内部空间越大的情况下气体自然扩散的路程和需要置换的气体总量越大。因此，本设计为了解决这个问题，在侧方设计了导流孔，优选侧面的导流孔使水流无法穿过而气流可以穿过，水分子的孔径大都为100nm，优选导流孔小于100nm，大于10nm，用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、现有技术的气体传感器探头防水结构当水流从下方喷射时，底盖底面仅仅周边分布了探测孔，正中心不开孔，起到第一层防护作用，水流从四周进入。内部间隙约3mm后，固定座中心开孔，外侧不开孔，起到第二层防护作用。以此交替错位结构设计起到保证喷射水流不能直接抵达敏感元件表面，极大的降低了水流的冲击力度。

2、本实用新型气体传感器探头防水结构，底盖的底面与固定座的底面之间的距离为1～5cm。优选3cm，两者之间预留一定距离，在经过这个过程形成水柱必然产生相应的反作用压力，两者相互抵消，使水流难以抵达敏感元件端面形成液态水薄膜。

3、本实用新型气体传感器探头防水结构，用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为现有技术的气体传感器探头防水结构的剖视示意图。

图2为本实用新型的气体传感器探头防水结构的底面结构示意图。

图3为本实用新型的气体传感器探头防水结构的剖视示意图。

图4为本实用新型的气体传感器探头防水结构的侧面结构示意图。

图5为本实用新型的气体传感器探头防水结构的内部结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-外壳，11-底盖，110-探测孔，2-传感器探头，3-固定座，31-导流孔。

具体实施方式

现有技术中的气体传感器防水结构中的金属丝网3或者粉末冶金片接触到液态水后会形成表面薄膜隔绝敏感元件和被测气体，出现无法测量、进水损坏或者的响应时间慢的问题。本技术方案设计交替错位结构设计起到保证喷射水流不能直接抵达敏感元件表面，极大的降低了水流的冲击力度。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图2-3所示，气体传感器探头防水结构，包括外壳1、连接外壳1的底盖11以及连接于外壳1内腔中的传感器探头2，传感器探头2下端连接固定座3，所述固定座3在外壳1的竖直方向上开设至少一个探测孔110，固定座3上的探测孔110与传感器探头2连通，底盖11底面的周边设有若干个探测孔110，固定座3上的探测孔110在底盖11上的投影与底盖11上的探测孔110不重合，底盖11与固定座3之间留有间隙。

本技术方案气体传感器探头防水结构开口方向朝下，当水流从上方和四周喷射时，由于结构采用完全密封设计，液态水无法进入传感器检测气室。当水流从下方喷射时，底盖11底面仅仅周边分布了探测孔110，正中心不开孔，起到第一层防护作用，水流从四周进入。内部间隙约3mm后，固定座3中心开孔，外侧不开孔，起到第二层防护作用。以此交替错位结构设计起到保证喷射水流不能直接抵达敏感元件表面，极大的降低了水流的冲击力度。

底盖11的下底面与固定座3的上底面之间的距离为1～5cm，即底盖11与固定座3之间的间隙为1～5cm，优选3cm。底盖11与固定座3之间预留一定距离，在经过这个过程形成水柱必然产生相应的反作用压力，两者相互抵消，使水流难以抵达敏感元件端面形成液态水薄膜。如果距离太远，内部空间越大的情况下气体自然扩散的路程和需要置换的气体总量越大；距离太短，则水柱容易抵达敏感元件端面形成液态水薄膜。

实施例2

如图4-5所示，本实施例与实施例1的区别在于，固定座3的侧面还开设至少一个导流孔31。用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。空气可从底盖11的探测孔110进入，再从固定座3上的导流孔31进入与传感器探头2接触，当外壳1内的空气与外界的空气形成压力差或温度场时，空气则会流动，从而加速传感器探头2上的水蒸发。

优选所述固定座3的侧面至少有两个导流孔31，固定座3上有至少两个导流孔31的中心线重合。

进一步的，外壳1的侧面至少开设一个导流孔31。同理，也是用空气对流的方式代替常规的自然扩散方式，使得内部气体排出时间跟快，有效的解决响应时间问题。空气从外壳1侧面的导流孔31流入，经固定座3上的导流孔31流入固定座3内与传感器探头2接触，再从外壳1的侧面的另一个导流孔31流出，加速传感器探头2上的水蒸发。

优选所述外壳1的侧面至少有两个导流孔31，外壳1上的至少两个导流孔31的中心线重合。

优选所述固定座3的侧面还开设至少两个导流孔31，外壳1的侧面至少开设两个导流孔31，固定座3上至少有两个导流孔31和外壳1上的至少两个导流孔31的中心线重合。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (8)

1.气体传感器探头防水结构，包括外壳(1)、连接外壳(1)的底盖(11)以及连接于外壳(1)内腔中的传感器探头(2)，其特征在于，传感器探头(2)下端连接固定座(3)，所述固定座(3)在外壳(1)的竖直方向上开设至少一个探测孔(110)，固定座(3)上的探测孔(110)与传感器探头(2)连通，底盖(11)底面的周边设有若干个探测孔(110)，固定座(3)上的探测孔(110)在底盖(11)上的投影与底盖(11)上的探测孔(110)不重合，底盖(11)与固定座(3)之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述固定座(3)的侧面还开设至少一个导流孔(31)。

3.根据权利要求2所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述固定座(3)的侧面至少有两个导流孔(31)，固定座(3)上有至少两个导流孔(31)的中心线重合。

4.根据权利要求1-3任一所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述外壳(1)的侧面至少开设一个导流孔(31)。

5.根据权利要求4所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述外壳(1)的侧面至少有两个导流孔(31)，外壳(1)上的至少两个导流孔(31)的中心线重合。

6.根据权利要求1所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述固定座(3)的侧面还开设至少两个导流孔(31)，外壳(1)的侧面至少开设两个导流孔(31)，固定座(3)上至少有两个导流孔(31)和外壳(1)上的至少两个导流孔(31)的中心线重合。

7.根据权利要求1或2或3或6任一所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述底盖(11)的下底面与固定座(3)的上底面之间的距离为1～5cm。

8.根据权利要求7所述的气体传感器探头防水结构，其特征在于，所述底盖(11)的下底面与固定座(3)的上底面之间的距离为3cm。

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