熱導式氣體檢測器的製作方法
2023-06-04 09:24:31
專利名稱：熱導式氣體檢測器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱導式氣體檢測器。
背景技術：
幾乎所有物質的電阻率都隨其本身溫度的變化而變化，這一現象稱謂熱電阻效應。熱導式氣體檢測器就是基於氣體熱傳導和熱電阻效應的一種檢測裝置，它檢測氣體濃度的過程是通過熱電阻如鎢錸絲元件與被測氣體之間熱交換和熱平衡來實現的。熱導池在結構上就是將電阻率較大的鎢錸絲元件置於一個有氣體可進出流過的金屬塊體的氣室中，一般多用四個元件，在電路上組成典型的惠斯頓電橋電路。當被測氣體組份被載氣帶入氣室時，就發生了一系列的變化氣室中氣體組成變化氣體導熱率變化熱電阻溫度變化，熱電阻阻值變化，電橋平衡被破壞就輸出相應的電訊號，這個訊號與被測氣體濃度成一定的線性函數關係。
傳統的熱導式氣體檢測器檢測元件如鎢錸絲元件體積大，加上恆溫結構，使得熱導池體積較大，不利於廣泛應用；同時傳統的熱導池檢測器將傳感器置於主氣路中，保證測量氣體與傳感器充分接觸，測量信號受氣流波動大，傳感器易受氣體中雜質或水氣的汙染和侵蝕，使用壽命短。因而傳統的熱導式氣體檢測器需要複雜的預處理裝置和流量控制單元，儀器結構複雜，製造成本高。
本實用新型採用的熱導傳感器購買運用MEMS技術和半導體工藝集成成的熱導傳感器，氣體熱導率的檢測是通過一個電橋，電橋封裝在傳感器內來實現的。當被測氣體流過熱導傳感器時，橋臂溫度因熱量的對流和擴散而發生變化，相應的臂阻值也發生變化，電橋失去平衡，輸出一個差動信號。由熱導傳感器產生的差動信號，經過放大，由單片機進行處理顯示氣體濃度值。
發明內容
本實用新型的目的為了克服傳統的熱導式氣體檢測器要求熱導傳感器直接和測量氣流接觸，當氣體的壓力或流量波動時，傳感器的輸出也隨之波動；同時介質中水汽、顆粒等雜質對測量影響也較大的缺陷和問題，提供一種熱導式氣體檢測器，極大地避免了被測氣體流量對測量結果的影響，並延長了熱導測量器件的使用壽命。
熱導式氣體檢測器，由熱導傳感器和熱導池組成，熱導傳感器採用運用MEMS技術和半導體工藝集成而成的熱導傳感器，熱導池設有主氣路通道和檢測室，主氣路通道與檢測室之間設有過濾片，熱導傳感器放置於熱導池的檢測室裡。
在主氣路的出口側的檢測室壁上設有導流孔，導流孔並與主氣路相通。
熱導傳感器通過密封圈和前置板密封放置於熱導池的檢測室裡。
所述過濾片為不鏽鋼燒結片。
本實用新型的熱導分析池通過過濾片2分為檢測室6和主氣路8兩部分。過濾片2採用粉末燒結材料，可有效地濾除測量氣體中水汽、顆粒等雜質，減少了該因素對測量的影響。同時，測量氣體可通過擴散的方式進入檢測室6，與熱導傳感器充分接觸，達到測量的要求。檢測室6和主氣路8間增加了導流孔7，導流孔7使得檢測室6內的測量氣體介質可保證檢測室6內的壓力平衡，以及測量氣體介質的有效穩定地流動。這樣當主氣路8內氣體的壓力和流量變化時，相當於旁路的檢測室6內氣體介質的壓力和流量均保持穩定，最大限度地減少了壓力和流量變化對測量的影響。熱導傳感器購買運用MEMS技術和半導體工藝集成成的熱導傳感器，保證了測量的穩定性和重複性。
圖1為熱導式氣體檢測器結構示意圖。
具體實施方式
結構附圖對本實用新型作進一步描述。
如圖1所示，熱導式氣體檢測器，由熱導傳感，5和熱導池1組成，熱導傳感器5購買運用MEMS技術和半導體工藝集成而成的熱導傳感器，熱導池1設有主氣路8通道和檢測室6，主氣路8通道與檢測室6之間設有不鏽鋼燒結片2，熱導傳感器5通過密封圈3和前置板4密封放置於熱導池1的檢測室6裡，檢測室6壁上設有導流孔7，導流孔7並與主氣路8相通。本實用新型的熱導分析池通過過濾片2分為檢測室6和主氣路8兩部分。過濾片2採用粉末燒結材料，可有效地濾除測量氣體中水汽、顆粒等雜質，減少了該因素對測量的影響。同時，測量氣體可通過擴散的方式進入檢測室6，與熱導傳感器充分接觸，達到測量的要求。檢測室6和主氣路8間增加了導流孔7，導流孔7使得檢測室6內的測量氣體介質可保證檢測室6內的壓力平衡，以及測量氣體介質的有效穩定地流動。這樣當主氣路8內氣體的壓力和流量變化時，相當於旁路的檢測室6內氣體介質的壓力和流量均保持穩定，最大限度地減少了壓力和流量變化對測量的影響。熱導傳感器購買運用MEMS技術和半導體工藝集成成的熱導傳感器，保證了測量的穩定性和重複性。
權利要求1.熱導式氣體檢測器，由熱導傳感器和熱導池組成，熱導傳感器採用運用MEMS技術和半導體工藝集成而成的熱導傳感器，其特徵在於熱導池設有主氣路通道和檢測室，主氣路通道與檢測室之間設有過濾片，熱導傳感器放置於熱導池的檢測室裡。
2.根據權利要求1所述的熱導式氣體檢測器，其特徵在於在主氣路的出口側的檢測室壁上設有導流孔，導流孔並與主氣路相通。
3.根據權利要求1所述的熱導式氣體檢測器，其特徵在於熱導傳感器通過密封圈和前置板密封放置於熱導池的檢測室裡。
4.根據權利要求1所述的熱導式氣體檢測器，其特徵在於所述過濾片為不鏽鋼燒結片。
專利摘要本實用新型涉及一種熱導式氣體檢測器，由熱導傳感器和熱導池組成，熱導傳感器採用運用MEMS技術和半導體工藝集成而成的熱導傳感器，其特徵在於熱導池設有主氣路通道和檢測室，主氣路通道與檢測室之間設有過濾片，熱導傳感器放置於熱導池的檢測室裡。本實用新型採用運用MEMS技術和半導體工藝集成而成的熱導傳感器，有效提高了測量精度和可靠性；由於檢測室和主氣路分離，熱導傳感器與滲透入檢測室的樣氣接觸後，可得到對應樣氣的濃度信號，極大地避免了被測氣體流量、壓力對測量結果的影響，並延長了熱導測量器件的使用壽命。
文檔編號G01N27/14GK2874488SQ20062009845
公開日2007年2月28日 申請日期2006年2月27日 優先權日2006年2月27日
發明者熊友輝, 劉志強, 蔣泰毅 申請人:武漢四方光電科技有限公司