技术摘要:
本发明属于传感器技术领域,具体的说是一种半导体电化学传感器;包括壳体、管脚、对电极、参比电极、工作电极、挡板和过滤单元;过滤单元包括集气管、一号管和二号管;通过壳体、管脚、对电极、参比电极、工作电极、挡板和过滤单元的配合提高检测气体中一氧化碳的浓度 全部
背景技术:
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规 律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录 和控制等要求;传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化;它 是实现自动检测和自动控制的首要环节;传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅 觉等感官,让物体慢慢变得活了起来;通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、 气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元 件等十大类。 现有技术中也出现了一些关于半导体电化学传感器的技术方案,如申请号为 2015800840613的一项中国专利公开了一种电化学H2S传感器包括:壳体;电解质,设置在壳 体内;和多个电极,与壳体内的电解质接触;所述多个电极包括多孔工作电极,所述多孔工 作电极包括疏水的第一表面和利用表面活性剂处理的第二表面;第一表面暴露于环境气 体,并且利用表面活性剂处理的第二表面与电解质接触;但是该技术方案未解决测量速率 的问题,特别是在测量一氧化碳气体时,当一氧化碳的浓度较低时,使得电解液与一氧化碳 的反应速率较慢,从而无法给管脚提供足够的电流,影响到一氧化碳的整体测量速率和测 量效果。
技术实现要素:
为了弥补现有技术的不足,解决在测量一氧化碳气体时,当一氧化碳的浓度较低 时,使得电解液与一氧化碳的反应速率较慢,从而无法给管脚提供足够的电流,影响到一氧 化碳的整体测量速率和测量效果的问题;本发明提出了一种半导体电化学传感器。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种半导体电化学传 感器,包括壳体、管脚、对电极、参比电极、工作电极、挡板和过滤单元;所述壳体内开有一号 空腔和二号空腔,使得一号空腔内装填有电解液,二号空腔内装填有活性炭颗粒;所述挡板 安装在一号空腔内侧壁上;所述对电极和所述参比电极对称安装在一号空腔的底端侧壁 上;所述工作电极安装在挡板的底端侧壁上;所述管脚安装在壳体底端,且使得管脚通过电 线分别与对电极、参比电极和工作电极连接;所述过滤单元包括集气管、一号管和二号管; 所述集气管安装在壳体顶端侧壁上;所述一号管安装在二号空腔的顶端内侧壁上,且使得 一号管和集气管相连通,一号管侧壁上安装有喷嘴;所述二号管安装在二号挡板和一号空 腔顶端侧壁之间,从而通过二号管将二号空腔和电解液所在的一号空腔相连通;通过壳体、 管脚、对电极、参比电极、工作电极、挡板和过滤单元的配合提高检测气体中一氧化碳的浓 度;工作时,在需要对管道内的一氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道内,使得管 道内的气体通过集气管和一号管进入二号空腔内,并通过二号空腔内的活性炭颗粒对气体 3 CN 111610242 A 说 明 书 2/6 页 进行筛选,从而吸收气体中的杂质气体,提高一氧化碳的浓度,同时避免杂质污染电解液, 气体经过筛选后再通过二号管进行一号空腔内,并使得气体中的一氧化碳与电解液发生反 应,从而产生电流,并使得电流通过管脚传出,得到检测结果;由于活性炭颗粒每个面均具 有吸收饱和度,在气体通过集气管进入一号管并通过喷嘴喷出时,一号管在内部气流的作 用下发生抖动,从而带动二号空腔内的活性炭颗粒同时进行拨动,调整活性炭颗粒的工作 面,从而加强活性炭颗粒的吸收效果,保证了气体中的一氧化碳浓度,提高传感器的检测精 度。 优选的,所述一号管在靠近喷嘴的侧壁处对称安装有弹片,使得弹片与活性炭颗 粒相接触,从而通过一号管带动弹片在活性炭颗粒之间实现拨动效果;工作时,在需要对管 道内的一氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道内,使得管道内的气体在气压的作 用下进入集气管内,然后再通过集气管进入一号管内,并通过一号管侧壁上的喷嘴喷出,在 气体经过一号管时,由于气流的流动速率的变化带动一号管进行不规则抖动,在一号管抖 动的过程中带动弹片同时在活性炭颗粒内进行抖动,从而增大了对活性炭颗粒的拨动效 果,使得活性炭颗粒能够更充分的对气体起到过滤效果,从而避免气体中的杂质影响到一 氧化碳的浓度,同时避免杂质对电解液产生污染后影响到传感器的检测精度。 优选的,所述二号管内对称设有橡胶塞,使得橡胶塞之间相互接触后实现对二号 管的密封;通过二号管和橡胶塞的配合进一步加强一氧化碳的检测浓度;工作时,在需要对 管道内的一氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道内,使得管道内的气体通过集气 管和一号管进入二号空腔内,并通过二号空腔内的活性炭颗粒对气体进行筛选,从而吸收 气体中的杂质,气体经过筛选后再通过二号管进行一号空腔内,在气体经过二号管时,在正 常气压的状态下,橡胶塞之间相互接触实现对二号管的密封,随着气体不管的从集气管内 进入二号空腔时,使得二号空腔内的气压不断增大,此时橡胶塞在气压作用下发生弹性变 形,从而实现二号管的打开,从而使得气体能够在二号管处产生积聚效果,控制气体内的一 氧化碳浓度达到要求值时才可进入一号空腔内,从而保证了气体中的一氧化碳浓度,实现 了对气体中低浓度的一氧化碳进行检测,进一步加强了传感器的使用范围和检测精度要 求。 优选的,所述弹片侧壁上对称安装有多个凸块,且使得凸块在弹片的两侧实现交 叉分布;通过凸块和弹片的配合进一步加强弹片对活性炭颗粒的拨动效果;工作时,在需要 对管道内的一氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道内,使得管道内的气体在气压 的作用下进入集气管内,然后再通过集气管进入一号管内,并通过一号管侧壁上的喷嘴喷 出,在气体经过一号管时,由于气流的流动速率的变化带动一号管进行不规则抖动,在一号 管抖动的过程中带动弹片同时在活性炭颗粒内进行抖动,从而增大了对活性炭颗粒的拨动 效果,当在弹片表面设有凸块后,进一步增强了弹片对活性炭颗粒的波动效果,并且当管道 内的气体湿润度增大时,气体中的部分水蒸气会残留在活性炭颗粒表面,并液化成小水滴, 而活性炭在小水滴的张力作用下发生相互聚集,从而影响到活性炭的吸收效果,而凸块在 随着弹片进行抖动过程中,能够实现对活性炭的破碎效果,从而进一步保证了进入一号空 腔内气体的一氧化碳浓度。 优选的,所述凸块外侧壁上对称设有支杆,且支杆为挂钩状,从而加强对活性炭颗 粒的翻动效果;工作时,在需要对管道内的一氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道 4 CN 111610242 A 说 明 书 3/6 页 内,使得管道内的气体在气压的作用下进入集气管内,然后再通过集气管进入一号管内,并 通过一号管侧壁上的喷嘴喷出,在气体经过一号管时,由于气流的流动速率的变化带动一 号管进行不规则抖动,在一号管抖动的过程中带动弹片同时在活性炭颗粒内进行抖动,而 弹片表面的凸块也会随之对活性炭颗粒起到拨动效果,从而增大了对活性炭颗粒的拨动效 果,当在凸块外侧壁上对称设有支杆,且支杆为挂钩状时,支杆随着凸块的抖动实现对周围 活性炭颗粒的翻动效果,加快活性炭颗粒的翻转,从而实现了对活性炭颗粒工作面的有效 利用。 优选的,所述二号管内侧壁设为锥形,使得二号管内侧壁靠近二号空腔的直径大 于靠近一号空腔的直径,从而实现对检测气体的进一步压缩;工作时,在需要对管道内的一 氧化碳气体进行检测时,将传感器放置进管道内,使得管道内的气体通过集气管和一号管 进入二号空腔内,并通过二号空腔内的活性炭颗粒对气体进行筛选,从而吸收气体中的杂 质,气体经过筛选后再通过二号管进行一号空腔内,在气体经过二号管时,在正常气压的状 态下,橡胶塞之间相互接触实现对二号管的密封,随着气体不管的从集气管内进入二号空 腔时,使得二号空腔内的气压不断增大,此时橡胶塞在气压作用下发生弹性变形,从而实现 二号管的打开,从而使得气体能够在二号管处产生积聚效果,当将二号管内侧壁设为锥形 后,使得二号管内侧壁靠近二号空腔的直径大于靠近一号空腔的直径,从而加大气体在二 号管内流动时受到的压力,加快气体通过二号管时的流动速率,同时进一步对气体实现积 聚效果,增强气体中一氧化碳的浓度。 本发明的有益效果如下: 1.本发明所述的一种半导体电化学传感器,通过壳体、管脚、对电极、参比电极、工 作电极、挡板和过滤单元的配合提高检测气体中一氧化碳的浓度,一号管在内部气流的作 用下发生抖动,从而带动二号空腔内的活性炭颗粒同时进行拨动,调整活性炭颗粒的工作 面,从而加强活性炭颗粒的吸收效果,保证了气体中的一氧化碳浓度,提高传感器的检测精 度。 2.本发明所述的一种半导体电化学传感器,通过二号管和橡胶塞的配合进一步加 强一氧化碳的检测浓度,使得气体能够在二号管处产生积聚效果,控制气体内的一氧化碳 浓度达到要求值时才可进入一号空腔内,从而保证了气体中的一氧化碳浓度,实现了对气 体中低浓度的一氧化碳进行检测,进一步加强了传感器的使用范围和检测精度要求。 附图说明 下面结合附图对本发明作进一步说明。 图1是本发明的立体图; 图2是本发明的剖视图; 图3是图2中A处局部放大图; 图4是图2中B处局部放大图; 图中:壳体1、一号空腔11、二号空腔12、管脚2、对电极3、参比电极4、工作电极5、挡 板6、过滤单元7、集气管71、一号管72、喷嘴721、弹片722、凸块723、支杆724、二号管73、橡胶 塞731。 5 CN 111610242 A 说 明 书 4/6 页