CN219266160U

CN219266160U - 一种高精度热导式气体传感器

Info

Publication number: CN219266160U
Application number: CN202223243798.1U
Authority: CN
Inventors: 李佳凝
Original assignee: Nanjing Engma Instrument Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Engma Instrument Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2022-12-05
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2032-12-05

Abstract

本实用新型公开了一种高精度热导式气体传感器，涉及到气体检测装置技术领域。本实用新型包括外壳和可开合地盖在外壳开口处的盖板；外壳内安装有加热块和热导池，加热块布设在热导池的上方；热导池侧壁开设有进气口、出气口以及样气口；进气口与出气口相互连通；样气口设置在进气口的上方；加热块内纵向安装有基于热敏元件制成的第一核心器件和第二核心器件，且第一核心器件的检测端插入热导池内，并与进气口以及出气口连通；第二核心器件的检测端插入热导池内，并与样气口连通；外壳与热导池以及加热块之间还设有保温层。本实用新型提出的一种高精度热导式气体传感器，其所需加热温度低，可实现高精度的气体组分测量。

Description

一种高精度热导式气体传感器

技术领域

本实用新型涉及气体检测装置技术领域，尤其涉及一种高精度热导式气体传感器。

背景技术

热导式二元气体传感器，根据各种物质导热性能的不同，通过利用一个恒温电桥的测量臂检测温度变化，从而反应混合气体的热导率来分析其气体组成。由于测量过程是物理反应，此检测方法不改变气体成分，响应迅速，准确，环保。适用于造气、石油化工、能源、氯碱、热处理等行业作气体质量检测，可测量H2，CO2，SO2，He，Ar等的含量。

现有的热导气体分析仪基本都由铂丝为核心元器件制作，这种传感器需要的加热温度高，耗能大；铂丝随温度变化率不高，难以测得气体组分微小的变动；铂丝本身难以焊接和加工。

实用新型内容

为解决现有的热导式气体分析仪存在加热温度高、测量精度差的问题，本实用新型提供一种高精度热导式气体传感器，其所需加热温度低，可实现高精度的气体组分测量。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种高精度热导式气体传感器，包括外壳和可开合地盖在外壳开口处的盖板；所述外壳内安装有加热块和热导池，加热块布设在热导池的上方；热导池侧壁开设有进气口、出气口以及样气口；进气口与出气口相互连通；样气口设置在进气口的上方；加热块内纵向安装有基于热敏元件制成的第一核心器件和第二核心器件，且第一核心器件的检测端插入热导池内，并与进气口以及出气口连通；第二核心器件的检测端插入热导池内，并与样气口连通；外壳与热导池以及加热块之间还设有保温层。

优选的，所述保温层包括套设在加热块外部的第一保温环以及安装在第一保温环顶部的第一保温盖；第一保温环底部与热导池顶部接触，第一保温盖底部与加热块接触；通过设置第一保温环及第一保温盖对加热块进行保温处理。

优选的，所述保温层还包括套设在第一保温环和热导池的外部的第二保温环，以及安装在第二保温环顶部的第二保温盖；第二保温环底部与盖板接触，第二保温盖位于外壳顶板与第一保温盖之间；通过设置第二保温盖以及第二保温环对加热块以及热导池进行二次保温，确保热导池能处于恒温状态。

优选的，所述样气口端部可拆卸地插装有样气盖，且样气盖外部套设有用于与热导池内壁紧密接触的第一密封圈；通过设置第一密封圈可确保样气盖与将样气口密封，以保证检测准确性。

优选的，所述第一核心器件和第二核心器件的检测头外部均套设有用于与热导池内壁紧密接触的第二密封圈；通过设置第二密封圈使第一核心器件和第二核心器件的检测头与热导池内壁紧密接触，避免气体泄露影响检测准确性。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置基于热敏元件制成的第一核心器件和第二核心器件，使得热导式气体传感器所需加热温度低，能耗低，同时易于加工；热敏元件随温度变化其电阻变化率大，将第一核心器件、第二核心器件配合热导池和保温层共同使用，能够实现精度更高的气体组分测量。

附图说明

图1是本实用新型的结构立体图；

图2是本实用新型的结构剖视图；

图3是本实用新型的外壳的结构示意图；

图4是本实用新型的盖板的结构示意图；

图5是本实用新型的加热块的结构示意图一；

图6是本实用新型的加热块的结构示意图二；

图7是本是本实用新型的热导池的结构示意图；

图8是本是本实用新型的支架的结构示意图。

图中：1、外壳；101、外壳进口；102、外壳出口；2、支架；21、连接板；22、固定板；23、连接耳；3、样气盖；4、第一密封圈；5、盖板；6、热导池；61、进气口；62、样气口；63、第一连通孔；64、出气口；65、第二连通孔；7、第二密封圈；8、套筒；9、第二保温环；10、第二保温盖；11、加热块；111、安装孔；12、第一核心器件；13、第二核心器件；14、第一保温盖；15、第一保温环。

具体实施方式

如图1所示，一种高精度热导式气体传感器，包括外壳1、可开合地盖在外壳1开口处的盖板5以及支架2；外壳1为圆柱型，其内部设有空腔，底部设有开口；结合图4所示，盖板5可拆卸地安装在外壳1底部开口处；结合图8所示，支架2包括相互垂直连接而成的连接板21以及固定板22，连接板21远离固定板22的一端呈圆弧状；连接板21设置在盖板5底部，并与盖板5固定连接，固定板22位于外壳1外，且固定板22两侧还设有连接耳23，通过连接耳23将传感器安装在背板上。

如图2所示，外壳1内安装有加热块11和热导池6，加热块11布设在热导池6的上方；结合图7所示，热导池6由铝制成，表面采取阳极氧化处理，使得热导池6加热迅速，可耐盐雾；热导池6侧壁开设有进气口61、出气口64以及样气口62；进气口61、出气口64以及样气口62均为圆形盲孔，进气口61与出气口64轴线重合且穿过热导池6的中心；结合图3所示，外壳1侧壁对应进气口61和出气口64的位置处分别设有外壳进口101和外壳出口102；进气口61与出气口64相互连通，组成测量臂；样气口62设置在进气口61的正上方；热导池6顶部设有与测量臂连通的第一连通孔63，以及与样气口62连通的第二连通孔65，样气口62与第二连通孔65组成参比臂；样气口62端部可拆卸地插装有样气盖3，且样气盖3外部套设有用于与热导池6内壁紧密接触的第一密封圈4，通过设置第一密封圈4可确保样气盖3与将样气口62密封，以保证检测准确性。

结合图5、图6所示，加热块11内纵向设有两个安装孔111，且两个安装孔111内分别通过套筒8安装有基于热敏元件制成的第一核心器件12和第二核心器件13，套筒8优选为金属制套筒，第一核心器件12和第二核心器件13均为NTC热敏电阻，优选为NTC-5KΩ的热敏电阻；第一核心器件12端部的NTC热敏元件伸入第一连通孔63内，与测量臂连通；第二核心器件13端部的NTC热敏元件伸入第二连通孔65内，与参比臂连通；第一核心器件12和第二核心器件13的检测头外部均套设有用于与热导池6内壁紧密接触的第二密封圈7；通过设置第二密封圈7使第一核心器件12和第二核心器件13的检测头与热导池6内壁紧密接触，避免气体泄露影响检测准确性。

外壳1与热导池6以及加热块11之间还设有保温层，保温层包括套设在加热块11外部的第一保温环15、安装在第一保温环15顶部的第一保温盖14、套设在第一保温环15和热导池6的外部的第二保温环9，以及安装在第二保温环9顶部的第二保温盖10；其中，第一保温环15和第一保温盖14优选为CPVC材质，第二保温环9和第二保温盖10优选为保温棉材质；第一保温环15底部与热导池6顶部接触，第一保温盖14底部与加热块11接触，且第一保温环15的外径等于热导池6的最大宽度；通过设置第一保温环及第一保温盖对加热块11进行保温处理；第二保温环9底部与盖板5接触，第二保温盖10位于外壳1顶板与第一保温盖14之间；通过设置第二保温盖以及第二保温环对加热块以及热导池进行二次保温，确保热导池6能处于恒温状态。

本实用新型的工作原理：将传感器通电，并与单片机连接；检测气体浓度时，首先，通过样气口62向参比臂内充二元气体中的背景气，并用样气盖3密封；接着，加热参比臂、测量臂与热导池6，参比臂与测量臂的温度相同，均高于热导池6，热导池6温度高于常温，并使测量臂、参比臂与热导池6均保持恒温；然后，通过1/8NPT卡套向测量臂内通入含有待测气体的样气；当样气流过测量臂时，恒温的热导池6保证了桥臂周围的温度不变，测量臂内的热量与样气发生热传导，使测量臂内的温度降低，这时测量臂的阻值发生变化，而参比臂的阻值不变，使电桥失去平衡，输出一个差动信号；当待测气和背景气的浓度比不同时，样气的热导率不同，流过测量臂带走的热量不同，从而导致输出信号的不同，其值与待测气体浓度呈线性关系；第一核心器件12和第二核心器件13产生的差动信号经过放大，由单片机进行处理显示气体浓度值，并形成电流输出到显示表，即可获得待测气体在样气中的浓度值。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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

1.一种高精度热导式气体传感器，其特征在于：包括外壳（1）和可开合地盖在外壳（1）开口处的盖板（5）；所述外壳（1）内安装有加热块（11）和热导池（6），加热块（11）布设在热导池（6）的上方；热导池（6）侧壁开设有进气口（61）、出气口（64）以及样气口（62）；进气口（61）与出气口（64）相互连通；样气口（62）设置在进气口（61）的上方；加热块（11）内纵向安装有基于热敏元件制成的第一核心器件（12）和第二核心器件（13），且第一核心器件（12）的检测端插入热导池（6）内，并与进气口（61）以及出气口（64）连通；第二核心器件（13）的检测端插入热导池（6）内，并与样气口（62）连通；外壳（1）与热导池（6）以及加热块（11）之间还设有保温层。

2.根据权利要求1所述的高精度热导式气体传感器，其特征在于：所述保温层包括套设在加热块（11）外部的第一保温环（15）以及安装在第一保温环（15）顶部的第一保温盖（14）；第一保温环（15）底部与热导池（6）顶部接触，第一保温盖（14）底部与加热块（11）接触。

3.根据权利要求2所述的高精度热导式气体传感器，其特征在于：所述保温层还包括套设在第一保温环（15）和热导池（6）的外部的第二保温环（9），以及安装在第二保温环（9）顶部的第二保温盖（10）；第二保温环（9）底部与盖板（5）接触，第二保温盖（10）位于外壳（1）顶板与第一保温盖（14）之间。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的高精度热导式气体传感器，其特征在于：所述样气口（62）端部可拆卸地插装有样气盖（3），且样气盖（3）外部套设有用于与热导池（6）内壁紧密接触的第一密封圈（4）。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的高精度热导式气体传感器，其特征在于：所述第一核心器件（12）和第二核心器件（13）的检测头外部均套设有用于与热导池（6）内壁紧密接触的第二密封圈（7）。