TWM324201U - Vertical oxygen concentration and temperature sensor - Google Patents

Description

M324201 八、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本創作係一種直讀式氧氣濃度暨溫度感測裝置，尤指 一種可同時適用於空氣與水中，進行空氣中含氧濃度或水 .中溶解氧氣濃度感測（可選擇氧氣飽和度單位（％)或氧氣濃 度里單位（ppm))，以及氣溫或水溫感測的直讀裝置，且因 • 具有構造單純、更換簡易及低造價等特色，故可延長使用 時間，亦可作為可拋式使用。 &

P 【先前技術】 在任何生產作業或生活空間環境中，氧氣乃係大多數 ' 生物生存所必須者，目前台灣不論水文、水質、底質等環 境計測用直讀感測器，於空氣中氧氣含量或水中溶解氧氣 (Dissolved Oxygen，DO)測量上所使用之儀器廠牌，包括 有德製 OXYGUARD、日製 KRK、美製 WMW、PHOX、 ROYCE、SUNTEX、EF、PRO等感測儀，其感測組件震 % 置均係仰賴國外進口之產品，不僅價格昂貴，且維修費時 • ，而價位的高低則取決在感測儀是否可補充其内含之電解 液以及感測薄膜與否。而其可連續使用之年限多為一個月 至一年不等，且感測儀之老化判斷及更換作業，對於一般 利用水體進行生物生產，或在下水道、厭氧環境下勞動者 的生命保護而言，實在有技術上之困難。隨著國内作業安 全環境品質提升、水產養殖生產的產品品質提升等要求， 可方便使用且廉價的氧氣感測裝置便成為目前最待立即解 3 M324201 決之問題，以期可以藉由廉價之氡氣感測裝置，以方便勞 動生產人員或水產養殖業者從事各種環境氧氣濃度之檢測 工作，確保環境安全與品質。 【新型内容】 本創作人有鑑於上述傳統問題，乃積極著手從事研發

’以期可以解決上述之需求，經過不斷的試驗及努力，終 於開發出本創作D

本創作之主要目的在於提供一種廉價且易維修之空氣 與水中均可適用之直讀式含氧濃度與溫度感測裝置。 為達前述創作目的，本創作採取的技術手段係令前述 裝置由一感測模組與一顯示模組構成； 該感測模組包括： 官狀本體，其兩端具開口且内部形成一容室，該容 室與其中一端之開口連通； ，/兩感測組件，係設於前述容室内，一為含氧感測組件 人由陽極金屬及一陰極金屬組成；另一為溫度感測組 件’係由熱電偶組成； 兩組訊號導線，係穿置於本體内，其一端分別與兩感 測組件連接； 電阻，係跨接在連接含氧感測組件的兩條訊號導線 另端上； 一 透氧薄膜，係可拆卸地束套於本體一端開口以封閉 4 M324201 的接腳共同穿設於電極固定座（113)的塾片（115 )上，並貫穿至第二容室。 兩組訊號導線（1 4 ) ( i 5 )同時由第二管件（工

1 2 )的開π穿入’其中-組訊號導線（i 4 )係與感測 組件（12)的陽極金屬（121)、陰極金屬（122 )連接’訊號導線（1 4 )另端的兩線間並跨接有一 1ΚΩ 的電阻（19”請參閱第一圖所示），以便將電流訊號 轉換電壓訊號；另組訊號導線（15)則與另一感測組件 (1 3 )連接，於本實施例中，該感測組件（"）係由 一熱電偶構成；而於第二管件（1 1 2 )的第二容室内完 成前述連接後，隨即在其第二容室内充填石夕膠，而予固定 密封。又前述訊號導線（14)(15…5公尺以上 為佳。 β χ再者’於本實施例中，該透氧薄膜（1 6 )係由低造 鉍聚乙稀（ΡΕ)膜構成，可自由拆卸地束套在第一管件 11)的開口上，盆向a /、内面並與陰極金屬（1 2 2 )的連續 ¥體（124)接館.Μ丄^ ，於本貫施例中，該透氧薄膜（1 6 )係利用一彈性去酷/ 1 Λ (160)(如橡皮筋）束套在第一 官件（111) 备有更換電解液或透氧薄膜（1 6 ) 頁卸下彈性束帶（160)，即 膜（16)以料電解^薄膜本身。 由上述可知該感測模組（10)的詳 利用感測組件（？）十 汁、田稱泣八主要 溶氣濃度，又本實施^感測空氣中的含氧濃度或水中的 霄轭例中，該感測組件（i 2)係分別以 7 M324201 活性杈尚的鋅及活性較低的銀金屬作為陽極金屬（丄2工 )與陰極金屬（丄22)材料，電解液（1 7)為氣化卸 (KCI(aq))材料，陽極金屬（121)與陰極金屬（12 2 )之電氣化學反應式如下·· 陰極（+ )反應·· 02+2H20+4e-440H一 陽極（〜）反應：2Zn+40H-->2Zn(0H)2⑷+4e-電池總反應··〇2+2Zn+2H20 —2Zn(OHh⑷ 由反應式可看出，氧氣在陽極反應時消耗Η2〇產生 0Η ，陰極則消耗溶液中的陰離子〇Η _產生沉澱 Ζη(ΟΗ)2⑷；在穩定的電池反應狀態下，電池内部的電解 液（1 7 )濃度可維持不變，此為本創作溶氧感測器具 高穩定性之主要因素。 ~ 本創作了同時感測氣溫或水溫，係由感測模組（1 〇)將感測到的訊號係送至顯示模組（2 Q)進行轉換及 顯示。 該顯示模組（20)至少具有一控制單元（圖中未干 )及-顯示器⑴），其中控制單元輸入端係與感測模 組（1 0 )的兩組四條訊號導線（i 4 )(工5 )連接， j收其傳來的微電壓訊號，經過轉換後以數據呈現在顯 示器（21)上，供工作人員直接讀取，該顯示器（Η )可配合控制皁疋提供顯示項目切換選擇，就含(溶)氧濃 度感測4刀’可選擇感测/顯示氧氣飽和度單位（。，。）或 氣濃度量單位(PPm)，及/或顯示感測的氣溫或水溫。 由上述說明可瞭解本創作一較佳實施例的詳細構造， M324201 至於其工作原理，係如前揭所述，該感測模組（1 〇 )利 用内部的兩組感測組件（1 2 )( 1 3 )，可以在空氣中 感測含氧濃度或感測水中的溶氧濃度，或感測氣溫或水溫 ’其中，由熱電偶構成的感測組件（1 3 )具備有溫度感 測之功能，可以檢測環境溫度，又顯示模組（2 〇 )中的 控制單元利用感測組件（1 2 ) ( 1 3 )檢出的訊號，配 合内部先完成設定的檢量線方程式，來換算獲得環境之氧 氣飽和度、氧氣濃度量及溫度等資料，操作不僅簡單，且 可以達到造價低廉之效果，讓有需求之人士不需藉由國外 進口之高價儀器便可從事所需之檢測作業。 該等感測數據將被送至顯示模組（2 〇 )作轉換處理 ’而以數據方式呈現，由工作人員直接讀取。 另’當電解液（1 7)需要進行更換或電極老化需要 維修時，只要藉由取下彈性束帶（i 6 〇 )即可將透氧薄 膜（1 6 )由管狀本體（1 〇 )之開口端移除，以便更新 ::的電解液（17)、陰極金屬（122)，待更換維 修結束後，再充填新的電解液（i 7 )，利用彈性束帶（ 1 6 〇 )重新封上透氧薄膜（i 6 )後便可再度使用。 【圖式簡單說明】 第一圖·係本創作之立體圖。 第一圖·係本創作感測模組之分解圖。 第二圖：係本創作之剖視圖。 【主要元件符號說明】 M324201 (1 Ο )感測模組 （1 (1 1 1 )第一管件 （1 (113)電極固定座（1 (1 1 5 )墊片 （1 (1 6 0 )彈性束帶 （1 (1 8 )隔離件 （1 (2 0 )顯示模組 （2 1 )本體 1 2 )第二管件 1 4 )擋部 6 )透氧薄膜 7 )電解液 9 )電阻 1 )顯示器

Claims (1)

1. M324201 九、申請專利範圍： 1 · 一種直讀式氧氣濃度暨溫度感測裝置，主要係由 一感測模組與一顯示模組構成；該感測模組包括： 一官狀本體，其兩端具開口且内部形成一容室，該容 室與其中一端之開口連通； 兩感測組件，係設於前述容室内，一為含氧感測組件 ，係由-陽極金屬及一陰極金屬組成；另一為溫度感測組 件，係由熱電偶組成； 兩組訊號導線，係穿置於本體内，其一端分別與兩感 測組件連接； 電阻係跨接在連接含氧感測組件的兩條訊號導線 另端上； 一透氧薄膜，係可拆卸地束杳於本體一端開口以封閉 容室； 一電解液，係充填於前述容室内； σ又顯示模組至少包括一顯示器及一控制單元，該控制 單元輸入端係與感測模組的訊號導線連接，而可選擇顯示 氧氣飽和度單位/氧氣濃度量單位，或水（氣）溫。 、2 ·如申請專利範圍第i項所述之直讀式氧氣濃度暨 溫度感測裝置，該感測模組之管狀本體係由一第一管件、 一第二管件及一管狀的電極固定座組成，該第_管件、一 第二管件係相互螺接，電極固定座係位於第一管件、一第 二管件之間，並藉以將中空的第一管件、一第二管件内部 分隔成第一容室與第二容室，其中第一管件相對於螺接第 0 補无 11 M324201 am翻 二管件的另端形成一開口，該開口與其内側的第一容^^· 互連通，該第一容室係供容置前述感測組件，且在其内部 充填電解液； μ α 該電極固定座係一縱戴面呈H形的中空管體，其内部 中央形成有一擋部，擋部中央形成有通孔，又擋部上進一 步設有一墊片，以覆蓋通孔，該含氧感測組件係穿設於該 墊片上。 ' Χ 3·如巾請專利範圍第2項所述之直讀式氧氣濃度暨 • 溫度感測裝置，該感測組件係由陽極金屬與陰極金屬組成 ，該陽極金屬係由一矩形片體彎折成環片狀，其下端延伸 形成有一細長接腳，又陰極金屬係呈細長桿狀，其頂端經 ； 彎折形成一連續環體，該連續環體係趨近於第一管件的開 口處，該陰極金屬在連續環體以下套設有一管狀隔離件， 使其與陽極金屬相互隔離，又陰極金屬下端與陽極金屬的 接腳共同穿設於電極固定座的塾片上，並貫穿至第二容室 12 M324201

   件的開口上，甘 其内面並與陰極金屬的連續環體接觸。 6 · 、 申請專利範圍第5項所述之直讀式氧氣濃度暨 溫度感測装置，該透氧 薄膜係由PE膜構成。 7 ·如申請專利範圍第4項所述之直讀式氧氣濃度暨 • 溫度感測裝置，該訊號導線的長度至少為1 5公尺以上。 十、圖式： 如次頁

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