CN217385310U - 一种六氟化硫电化学气体传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六氟化硫电化学气体传感器，包括防护箱和传感器箱，所述传感器箱的下端设置有传感器针脚，所述传感器箱的上端开设有气体扩散屏障层，所述传感器箱的内部设置有电解质，所述传感器箱的内部靠近上边缘位置处设置有感应电极，所述感应电极的下方设置有参比电极，所述参比电极的下方设置有对电极，所述感应电极、参比电极和对电极的下方均设置有分离器，所述传感器针脚的上端设置有集流器。电化学气体传感器又具有体积小巧、操作简单、使用方便、成木始终等优点，被广泛地应用于石油化工、环境保护、工业安全等众多领域的在线监测，还能够对传感器箱进行保护，防止其遭受到损坏。

Description

一种六氟化硫电化学气体传感器

技术领域

本实用新型属于变电站智能辅助监控系统技术领域，具体涉及一种六氟化硫电化学气体传感器。

背景技术

该电化学气体传感器，被广泛应用于特高压和超高压电力系统中，当电力设备内部发生绝缘故障时，绝缘气体 SF6由于局部放电及局部过热发生分解反应，最终生成数种稳定 SF6分解气体，通过对这些分解气体组分进行定量检测和分析，可反演出设备内的故障或安全隐患。

目前针对配电房内的气体监测，大多采用催化型可燃气体传感器和红外气体传感器，但催化型可燃气体传感器具有一定的安全隐患，而且传感器受中毒物质的毒害和长期加热以及表面污染等影响，传感器的灵敏度会缓慢下降，不建议采用，红外气体传感器的原理防中毒，为光电转换器件，使用寿命长，但结构复杂，成本高，且在配电房中仅适用于六氟化硫的监测，氧气及臭氧的监测暂无红外探测传感器，基于以上分析，公司决定研发电化学气体传感器。

然而传统的电化学气体传感器，施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时要耗费大量的人力物力排查和重新铺设线缆，其次，由于外部的冲击或其他因素，可能会对传感器箱造成损坏，为了减少经济的损失，需要对其传感器箱进行保护。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种六氟化硫电化学气体传感器，具备比较稳定的工作性能、较长的使用寿命、低功耗和高灵敏度、选择性较强且对气体的响应速度较快，能够对传感器箱进行保护等优点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种六氟化硫电化学气体传感器，包括防护箱和传感器箱，所述传感器箱的下端设置有传感器针脚，所述传感器箱的上端开设有气体扩散屏障层，所述传感器箱的内部设置有电解质，所述传感器箱的内部靠近上边缘位置处设置有感应电极，所述感应电极的下方设置有参比电极，所述参比电极的下方设置有对电极，所述感应电极、参比电极和对电极的下方均设置有分离器，所述传感器针脚的上端设置有集流器。

通过上述技术方案，电化学气体传感器的具有比较稳定的工作性能、较长的使用寿命、低功耗和高灵敏度、选择性较强且对气体的响应速度较快，输出模拟信号与气体浓度之间具有良好的线性关系，因此电化学气体传感器非常适合于低浓度有毒气体、可燃气体和环境气体等定量检测领域，同时，电化学气体传感器又具有体积小巧、操作简单、使用方便、成木始终等优点，被广泛地应用于石油化工、环境保护、工业安全等众多领域的在线监测。

优选的，所述防护箱的上端开设有存放槽，所述存放槽的内部左右侧壁均设置有固定块，所述传感器箱的左右两侧均设置有凹型板，所述固定块的一端设置有弹簧，所述凹型板的一端设置有连接板。

通过上述技术方案，在四组支撑弹簧的作用下，能够推动连接板进行移动，而连接板会向凹型板的一端靠近，在其两组凹型板的配合向下，进而能够对传感器箱进行固定，能够对传感器箱进行保护，防止其遭受到损坏。

优选的，三组所述传感器针脚均匀分布在传感器箱的下端，三组所述传感器针脚的一端设置在传感器箱的内部。

通过上述技术方案，三组传感器针脚的设置，方便对与外部设备进行连接。

优选的，所述固定块的一端开设有方槽，四组所述弹簧设置在方槽的四角处。

通过上述技术方案，四组弹簧的方形设置，能够更加稳定地推动连接板进行活动。

优选的，所述集流器的一端设置在分离器的上方，三组所述集流器分别与三组所述传感器针脚的上端相连接。

通过上述技术方案，电化学传感器由传感电极和反电极组成，并由一个薄电解层隔开，气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，然后是疏水屏障层，最终到达电极表面，采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号。

优选的，四组所述弹簧的一端与方槽的内部侧壁相固定，四组所述弹簧的另一端与连接板的一端相固定。

通过上述技术方案，通过方槽、弹簧和连接板的配合下，能够防止弹簧在方槽的内部相互交叉，防止四组弹簧无法正常运行。

优选的，所述集流器、分离器、对电极和参比电极均设置在传感器箱的内部，所述防护箱的上端开设有透气孔，所述透气孔位于气体扩散屏障层的正上方。

通过上述技术方案，通过设置透气孔，能够方便气体扩散屏障层处的气体从透气孔处流通出去。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、电化学气体传感器的具有比较稳定的工作性能、较长的使用寿命、低功耗和高灵敏度、选择性较强且对气体的响应速度较快，输出模拟信号与气体浓度之间具有良好的线性关系，因此电化学气体传感器非常适合于低浓度有毒气体、可燃气体和环境气体等定量检测领域，同时，电化学气体传感器又具有体积小巧、操作简单、使用方便、成木始终等优点，被广泛地应用于石油化工、环境保护、工业安全等众多领域的在线监测。

2、电化学传感器由传感电极和反电极组成，并由一个薄电解层隔开，气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，然后是疏水屏障层，最终到达电极表面，采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号。

3、通过凹型板、弹簧和连接板，在四组支撑弹簧的作用下，能够推动连接板进行移动，而连接板会向凹型板的一端靠近，在其两组凹型板的配合向下，进而能够对传感器箱进行固定，从而能够对传感器箱进行保护，防止其遭受到损坏。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的防护箱俯视结构示意图；

图3为本实用新型的传感器箱右侧结构示意图；

图4为本实用新型的传感器箱和凹型板结构示意图；

图5为本实用新型的固定块和奥相伴分解结构示意图。

图中：1、防护箱；2、传感器箱；3、传感器针脚；4、透气孔；5、存放槽；6、固定块；7、凹型板；8、气体扩散屏障层；9、电解质本体；10、感应电极；11、参比电极；12、对电极；13、分离器；14、集流器；15、方槽；16、弹簧；17、连接板。

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做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。

请参阅图1－图5，本实用新型提供一种技术方案：一种六氟化硫电化学气体传感器，包括防护箱1和传感器箱2，传感器箱2的下端设置有传感器针脚3，传感器箱2的上端开设有气体扩散屏障层8，传感器箱2的内部设置有电解质本体9，传感器箱2的内部靠近上边缘位置处设置有感应电极10，感应电极10的下方设置有参比电极11，参比电极11的下方设置有对电极12，感应电极10、参比电极11和对电极12的下方均设置有分离器13，传感器针脚3的上端设置有集流器14。

通过上述技术方案，电化学气体传感器的具有比较稳定的工作性能、较长的使用寿命、低功耗和高灵敏度、选择性较强且对气体的响应速度较快，输出模拟信号与气体浓度之间具有良好的线性关系，因此电化学气体传感器非常适合于低浓度有毒气体、可燃气体和环境气体等定量检测领域，同时，电化学气体传感器又具有体积小巧、操作简单、使用方便、成木始终等优点，被广泛地应用于石油化工、环境保护、工业安全等众多领域的在线监测。

具体的，防护箱1的上端开设有存放槽5，存放槽5的内部左右侧壁均设置有固定块6，传感器箱2的左右两侧均设置有凹型板7，固定块6的一端设置有弹簧16，凹型板7的一端设置有连接板17。

通过上述技术方案，在四组支撑弹簧16的作用下，能够推动连接板17进行移动，而连接板17会向凹型板7的一端靠近，在其两组凹型板7的配合向下，进而能够对传感器箱进行固定，能够对传感器箱进行保护，防止其遭受到损坏。

具体的，三组传感器针脚3均匀分布在传感器箱2的下端，三组传感器针脚3的一端设置在传感器箱2的内部。

通过上述技术方案，三组传感器针脚3的设置，方便对与外部设备进行连接。

具体的，固定块6的一端开设有方槽15，四组弹簧16设置在方槽15的四角处。

通过上述技术方案，四组弹簧16的方形设置，能够更加稳定地推动连接板17进行活动。

具体的，集流器14的一端设置在分离器13的上方，三组集流器14分别与三组传感器针脚3的上端相连接。

通过上述技术方案，电化学传感器由传感电极和反电极组成，并由一个薄电解层隔开，气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，然后是疏水屏障层，最终到达电极表面，采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号。

具体的，四组弹簧16的一端与方槽15的内部侧壁相固定，四组弹簧16的另一端与连接板17的一端相固定。

通过上述技术方案，通过方槽15、弹簧16和连接板17的配合下，能够防止弹簧16在方槽15的内部相互交叉，防止四组弹簧16无法正常运行。

具体的，集流器14、分离器13、对电极12和参比电极11均设置在传感器箱2的内部，防护箱1的上端开设有透气孔4，透气孔4位于气体扩散屏障层8的正上方。

通过上述技术方案，通过设置透气孔4，能够方便气体扩散屏障层8处的气体从透气孔4处流通出去。

本实用新型的工作原理及使用流程：该六氟化硫电化学气体传感器，首先，电化学气体传感器通过与被测气体发生电化学反应，且输出与气体浓度成正比的电信号来工作，定电位电解式电化学传感器由传感电极和反电极组成，并由一个薄电解层隔开，气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，然后是疏水屏障层，最终到达电极表面，采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应，以形成充分的电信号，在实际使用中，由于电极表面连续发生电化学发应，传感电极电势并不能保持恒定，在经过一段较长时间后，它会导致传感器性能退化，为改善传感器性能，引入了参考电极，固定的稳定恒电势作用于传感电极，参考电极可以保持传感电极上的这种固定电压值，气体分子与传感电极发生电化学反应，同时测量反电极，测量结果通常与气体浓度成正比，可测量so2、co、H2S、NO等气体，响应时间一般为几秒至几十秒，一般小于1min；

电化学式气体传感器，主要利用两个电极间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极11，电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作，有液体电解质和固体电解质，而液体电解质又分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量，电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压得极限扩散电流；

电化学气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理一般分为：a、在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出，b、将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用与离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出，c、将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出，d、不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种六氟化硫电化学气体传感器，包括防护箱（1）和传感器箱（2），其特征在于：所述传感器箱（2）的下端设置有传感器针脚（3），所述传感器箱（2）的上端开设有气体扩散屏障层（8），所述传感器箱（2）的内部设置有电解质本体（9），所述传感器箱（2）的内部靠近上边缘位置处设置有感应电极（10），所述感应电极（10）的下方设置有参比电极（11），所述参比电极（11）的下方设置有对电极（12），所述感应电极（10）、参比电极（11）和对电极（12）的下方均设置有分离器（13），所述传感器针脚（3）的上端设置有集流器（14）。

2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：所述防护箱（1）的上端开设有存放槽（5），所述存放槽（5）的内部左右侧壁均设置有固定块（6），所述传感器箱（2）的左右两侧均设置有凹型板（7），所述固定块（6）的一端设置有弹簧（16），所述凹型板（7）的一端设置有连接板（17）。

3.根据权利要求1所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：三组所述传感器针脚（3）均匀分布在传感器箱（2）的下端，三组所述传感器针脚（3）的一端设置在传感器箱（2）的内部。

4.根据权利要求2所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：所述固定块（6）的一端开设有方槽（15），四组所述弹簧（16）设置在方槽（15）的四角处。

5.根据权利要求3所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：所述集流器（14）的一端设置在分离器（13）的上方，三组所述集流器（14）分别与三组所述传感器针脚（3）的上端相连接。

6.根据权利要求4所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：四组所述弹簧（16）的一端与方槽（15）的内部侧壁相固定，四组所述弹簧（16）的另一端与连接板（17）的一端相固定。

7.根据权利要求5所述的一种六氟化硫电化学气体传感器，其特征在于：所述集流器（14）、分离器（13）、对电极（12）和参比电极（11）均设置在传感器箱（2）的内部，所述防护箱（1）的上端开设有透气孔（4），所述透气孔（4）位于气体扩散屏障层（8）的正上方。

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