專利名稱：氣敏材料的氣敏性測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣敏性測量裝置，特別是用于定濃度定量氣體對氣敏材料的氣敏
性測量裝置。
背景技術(shù)：
目前主流的氣體傳感器敏感單元是以Sn02為主的氣體敏感材料，需要工作在一定的溫度下，測試的對象多數(shù)是易燃易爆易泄露氣體。這就對微小東西的固定、工作溫度的設(shè)置、氣體敏感單元性能指標(biāo)的測試、氣體的泄漏及實驗的安全性帶來了很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣敏材料的氣敏性測量裝置。 技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種氣敏材料的氣敏性測量裝置，包括密封殼體，在殼體內(nèi)設(shè)有加熱臺以及伸入殼體的兩個電極探針機構(gòu)和聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊； 所述密封殼體包括筒體，密封設(shè)置在筒體上方的上端蓋以及密封設(shè)置在筒體下方的下端蓋； 所述加熱臺包括上蓋和下蓋，上蓋和下蓋之間通過螺紋副連接，上蓋和下蓋內(nèi)有加熱電阻絲、熱電偶溫度計及隔熱保溫石英棉；所述下蓋與密封殼體的下端蓋固定連接；所述加熱臺的上蓋的中心位置設(shè)有測量區(qū)； 所述電極探針機構(gòu)包括由外部伸入殼體的電極，電極位于殼體內(nèi)的一端連接有活動彈片，所述活動彈片一端連接有探針夾頭，所述探針夾頭內(nèi)夾持有探針；所述電極與活動彈片連接一端活動連接有用于壓緊活動彈片的壓緊機構(gòu)，所述壓緊機構(gòu)位于活動彈片上方； 所述壓緊機構(gòu)包括壓板以及連接在壓板一端的壓緊螺栓，所述壓板通過螺絲與電極活動連接； 所述筒體上設(shè)有排氣孔和進(jìn)氣孔，其中排氣孔位于筒體的上半部，進(jìn)氣孔位于筒體的下半部； 所述聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊由上結(jié)構(gòu)塊、中結(jié)構(gòu)塊以及下結(jié)構(gòu)塊構(gòu)成；所述下結(jié)構(gòu)塊嵌套在所述加熱臺上的上蓋上，且與上蓋之間留有縫隙，且下結(jié)構(gòu)塊與所述測量區(qū)相對應(yīng)的位置設(shè)有測量通孔，下結(jié)構(gòu)塊上表面設(shè)有與測量通孔連通的且延伸至下結(jié)構(gòu)塊邊緣的進(jìn)氣通道槽；所述中結(jié)構(gòu)塊上與所述下結(jié)構(gòu)塊的測量通孔對應(yīng)的位置設(shè)有氣體反應(yīng)腔；所述上結(jié)構(gòu)塊的下表面設(shè)有出氣通道槽，所述出氣通道槽一端與所述中結(jié)構(gòu)塊的氣體反應(yīng)腔位置對應(yīng)，另一端延伸至上結(jié)構(gòu)塊邊緣。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述加熱臺上蓋的中心位置設(shè)有向內(nèi)凹陷的測量區(qū)，該區(qū)域用于放置待檢測的氣敏性材料，探針壓住氣敏性材料，同時該區(qū)域內(nèi)的加熱效果也最好。
本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述上端蓋分為中心區(qū)和外沿區(qū)，其中中心區(qū)壁厚小于外沿區(qū)
4壁厚。所述上端蓋外表面與中心區(qū)對應(yīng)的位置設(shè)有十字槽。由此，當(dāng)密封殼體內(nèi)的壓力過
高時，能夠爆開上端蓋，迅速釋放壓力，從而降低損失。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述上端蓋上設(shè)有散熱片。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述電極位于筒體外側(cè)的一端連接有風(fēng)扇。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述下端蓋下方緊密貼合有散熱片以及風(fēng)扇。由此可以大大降低筒體內(nèi)的溫度，保證測量的精度以及測量的安全性。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述電極與筒體接觸的位置設(shè)有密封絕緣套。 本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述上結(jié)構(gòu)塊、中結(jié)構(gòu)塊以及下結(jié)構(gòu)塊上與伸入筒體內(nèi)的電極
對應(yīng)的位置設(shè)有凹口。由此，便于聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊安裝進(jìn)入筒體內(nèi)。 有益效果本發(fā)明的有益效果在于1、氣敏材料易于固定于加熱臺測量區(qū)；2、加熱臺工作溫度能有效的傳遞給氣敏薄膜；3、探針與氣敏材料接觸可靠；4、整個裝置外部溫度低于手可觸摸溫度；5、縮小反應(yīng)室體積，加快氣體濃度調(diào)節(jié)；6、測量裝置在抽真空狀態(tài)下，超過IO個小時氣壓不變，密封性能好；7、所有連接件除下端蓋與筒體連接是焊接外，其他全部是通過螺紋副連接，便于調(diào)節(jié)、拆裝。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。 圖1為本發(fā)明不包括聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊部分剖視圖。 圖2為本發(fā)明電極探針機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖2的俯視圖。 圖4為本發(fā)明中上端蓋剖視圖。 圖5為圖4的俯視圖。 圖6為本發(fā)明中筒體的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖7為本發(fā)明中下端蓋的仰視圖。 圖8a和圖8b為本發(fā)明中聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊軸側(cè)圖以及分解圖。 圖9為本發(fā)明中加熱臺軸側(cè)圖。 圖10為本發(fā)明中裝置導(dǎo)線引出結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明公開了一種氣敏材料的氣敏性測量裝置，包括密封殼體，在殼體內(nèi)設(shè)有加熱臺以及伸入殼體的兩個電極探針機構(gòu)和聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊；所述密封殼體包括筒體，密封設(shè)置在筒體上方的上端蓋以及密封設(shè)置在筒體下方的下端蓋；所述加熱臺包括上蓋和下蓋，上蓋和下蓋之間通過螺紋副連接，上蓋和下蓋內(nèi)有加熱電阻絲、熱電偶溫度計及隔熱保溫石英棉；所述下蓋與密封殼體的下端蓋固定連接；所述加熱臺的上蓋的中心位置設(shè)有測量區(qū)；所述電極探針機構(gòu)包括由外部伸入殼體的電極，電極位于殼體內(nèi)的一端連接有活動彈片，所述活動彈片一端連接有探針夾頭，所述探針夾頭內(nèi)夾持有探針；所述電極與活動彈片連接一端活動連接有用于壓緊活動彈片的壓緊機構(gòu)，所述壓緊機構(gòu)位于活動彈片上方；所述壓緊機構(gòu)包括壓板以及連接在壓板一端的壓緊螺栓，所述壓板通過螺絲與電極活動連接；所述筒體上設(shè)有排氣孔和進(jìn)氣孔，其中排氣孔位于筒體的上半部，進(jìn)氣孔位于筒體的下半部；所述聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊由上結(jié)構(gòu)塊、中結(jié)構(gòu)塊以及下結(jié)構(gòu)塊構(gòu)成；所述下結(jié)構(gòu)塊嵌套在所述加熱臺的上蓋上，與上蓋之間留有縫隙，且下結(jié)構(gòu)塊與所述測量區(qū)相對應(yīng)的位置設(shè)有測量通孔，下結(jié)構(gòu)塊上表面設(shè)有與測量通孔連通的且延伸至下結(jié)構(gòu)塊邊緣的進(jìn)氣通道槽；所述中結(jié)構(gòu)塊上與所述下結(jié)構(gòu)塊的測量通孔對應(yīng)的位置設(shè)有氣體反應(yīng)腔；所述上結(jié)構(gòu)塊的下表面設(shè)有出氣通道槽，所述出氣通道槽一端與所述中結(jié)構(gòu)塊的氣體反應(yīng)腔位置對應(yīng)，另一端延伸至上結(jié)構(gòu)塊邊緣。所述上端蓋分為中心區(qū)和外沿區(qū)，其中中心區(qū)壁厚小于外沿區(qū)壁厚。所述裝置導(dǎo)線引出機構(gòu)位于筒體下方；所述上端蓋外表面與中心區(qū)對應(yīng)的位置設(shè)有十字槽。其特征在于，所述上端蓋上設(shè)有散熱片。所述電極位于筒體外側(cè)的一端連接有風(fēng)扇。所述下端蓋下方緊密貼合有散熱片以及風(fēng)扇。所述電極與筒體接觸的位置設(shè)有密封絕緣套。
實施例 更具體地說，如圖1所示，本發(fā)明所述氣敏材料的氣敏性測量裝置包括下端蓋5與空心圓柱體筒體3通過焊接成一體，筒體3與下端蓋結(jié)合處呈凹、凸結(jié)構(gòu)4設(shè)計，保證密封性。如圖7和圖10所示，所述下端蓋5上鉆有四個通孔33，配上螺柱48及絕緣套47，組成裝置電學(xué)導(dǎo)線引出機構(gòu)，避免了直接導(dǎo)線引出造成裝置不密封。四個M5螺紋盲孔，擰上螺栓，加熱臺9固定在四個螺絲6上，通過旋轉(zhuǎn)螺絲，調(diào)節(jié)加熱臺9高度及水平度。如圖9所示，所述加熱臺9由上蓋42和下蓋46通過螺紋副連接，內(nèi)有加熱電阻絲44、熱電偶溫度計43及隔熱保溫石英棉45。加熱電阻絲44成盤形狀，熱電偶溫度計43位于加熱電阻絲的中心。加熱電阻絲和熱電偶溫度計隔著一層薄石英棉與加熱臺上端蓋內(nèi)表面緊密貼合，加熱臺腔體內(nèi)剩余空間填滿保溫石英棉45，起到既能很好的固定加熱電阻絲和熱電偶溫度計的位置，增加加熱臺螺紋副連接的預(yù)緊力，又能保證產(chǎn)生的熱量基本都傳到加熱臺測量區(qū)8?？招膱A柱體筒體3外徑①160mm，內(nèi)徑①140mm，高100mm，筒壁上開有四個①10mm螺紋通孔，對應(yīng)齊高兩個孔30用于放置電極探針機構(gòu)2。另兩個孔一高一低，低的為用于通入氣體的進(jìn)氣孔29，位置與加熱臺工作平面齊平，保證通入氣體與氣敏薄膜充分接觸，高的為用于排出氣體的排氣孔28，如圖6所示。如圖8所示，聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊37分為上結(jié)構(gòu)塊37a、中結(jié)構(gòu)塊37b、下結(jié)構(gòu)塊37c三個結(jié)構(gòu)塊。目的是進(jìn)一步縮小氣體反應(yīng)裝置的內(nèi)部空間，加快氣體濃度梯度的變化，聚四氟乙烯本身的絕緣性質(zhì)又不影響其他結(jié)構(gòu)件的正常工作。下層聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊套在加熱臺上，其內(nèi)表面與加熱臺上表面間隙約0.5mm。下層聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊中心開有測量通孔49，孔徑略大于加熱臺測量區(qū)8，在其一側(cè)開有與測量通孔49連通的且延伸至下層結(jié)構(gòu)塊邊緣的進(jìn)氣通道槽40，引導(dǎo)氣體進(jìn)入氣體反應(yīng)腔39。中聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊中間開有方形孔，配合上、下聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊組成氣體反應(yīng)腔。上層聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊一側(cè)下表面開有出氣通道槽38，所述出氣通道槽一端與所述中結(jié)構(gòu)塊的氣體反應(yīng)腔位置對應(yīng)，另一端延伸至上結(jié)構(gòu)塊邊緣，引導(dǎo)氣體流出氣體反應(yīng)腔39。所述上結(jié)構(gòu)塊37a、中結(jié)構(gòu)塊37b以及下結(jié)構(gòu)塊37c上與伸入筒體內(nèi)的電極對應(yīng)的位置設(shè)有凹口。上端蓋1與空心圓柱體筒體3加上密封墊圈26通過六個螺紋副7固定。 如圖4和圖5所示，所述上端蓋1上開有十字槽27，同時中心區(qū)壁厚小于外沿區(qū)壁厚，以防氣體爆炸。 如圖2和圖3所示，電極探針機構(gòu)2的組成，包括電極16，用于氣敏材料電學(xué)變量的測量輸出，電極與筒體孔通過絕緣套15固定。活動彈片19 一端設(shè)有方孔22，M3螺絲18穿過方孔22連接電極，便于活動彈片19的調(diào)節(jié)?；顒訌椘?9端部用螺絲20連接有鋼塊21和鋼板24，鋼塊上開有定位槽25從而構(gòu)成探針夾頭，探針10通過鋼塊21、鋼板24及M3螺絲23夾緊于定位槽內(nèi)。在電極上方通過連接件14、M3螺絲13，裝有壓板12，調(diào)節(jié)壓板前端螺栓11從而構(gòu)成壓緊機構(gòu)，調(diào)整探針與氣敏薄膜的接觸預(yù)緊力，避免探針的接觸不良。
加熱臺上開有凹槽8從而形成測量區(qū)，同時為氣敏薄膜的工作區(qū)域。氣敏薄膜31通過導(dǎo)熱膠固定于加熱臺工作區(qū)域，一方面能保證加熱臺表面溫度與氣敏薄膜工作溫度一致，導(dǎo)熱膠具有的粘性又保證了氣敏薄膜的固定。 上端蓋十字槽兩側(cè)散熱片35，下端蓋下方裝有散熱片以及散熱風(fēng)扇32，兩電極端部17分別裝有散熱風(fēng)扇36，保證整個實驗裝置外部溫度低于手可觸摸溫度。整個裝置通過四個支撐柱34支撐。 本測量裝置的加熱臺工作溫度能有效的傳遞給氣敏薄膜，探針與氣敏薄膜接觸可靠，增加聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊，縮小反應(yīng)室體積，加快氣體濃度梯度的變化，整個裝置外部溫度低于手可觸摸溫度，防爆，密封性能好，易于調(diào)節(jié)、拆裝。 本發(fā)明提供了一種氣敏材料的氣敏性測量裝置的思路及方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，包括密封殼體，在殼體內(nèi)設(shè)有加熱臺以及伸入殼體的兩個電極探針機構(gòu)和聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊；所述密封殼體包括筒體，密封設(shè)置在筒體上方的上端蓋以及密封設(shè)置在筒體下方的下端蓋；所述加熱臺包括上蓋和下蓋，上蓋和下蓋之間通過螺紋副連接，上蓋和下蓋內(nèi)有加熱電阻絲、熱電偶溫度計及隔熱保溫石英棉；所述下蓋與密封殼體的下端蓋固定連接；所述加熱臺的上蓋的中心位置設(shè)有測量區(qū)；所述電極探針機構(gòu)包括由外部伸入殼體的電極，電極位于殼體內(nèi)的一端連接有活動連接有活動彈片，所述活動彈片一端連接有探針夾頭，所述探針夾頭內(nèi)夾持有探針；所述電極與活動彈片連接一端活動連接有用于壓緊活動彈片的壓緊機構(gòu)，所述壓緊機構(gòu)位于活動彈片上方；所述壓緊機構(gòu)包括壓板以及連接在壓板一端的壓緊螺栓，所述壓板通過螺絲與電極活動連接；所述筒體上設(shè)有排氣孔和進(jìn)氣孔，其中排氣孔位于筒體的上半部，進(jìn)氣孔位于筒體的下半部；所述聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊由上結(jié)構(gòu)塊、中結(jié)構(gòu)塊以及下結(jié)構(gòu)塊構(gòu)成；所述下結(jié)構(gòu)塊嵌套在所述加熱臺的上蓋上，且下結(jié)構(gòu)塊與所述測量區(qū)相對應(yīng)的位置設(shè)有測量通孔，下結(jié)構(gòu)塊上表面設(shè)有與測量通孔連通的且延伸至下結(jié)構(gòu)塊邊緣的進(jìn)氣通道槽；所述中結(jié)構(gòu)塊上與所述下結(jié)構(gòu)塊的測量通孔對應(yīng)的位置設(shè)有氣體反應(yīng)腔；所述上結(jié)構(gòu)塊的下表面設(shè)有出氣通道槽，所述出氣通道槽一端與所述中結(jié)構(gòu)塊的氣體反應(yīng)腔位置對應(yīng)，另一端延伸至上結(jié)構(gòu)塊邊緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述上蓋的測量區(qū)部分向內(nèi)凹陷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述上端蓋分為中心區(qū)和外沿區(qū)，其中中心區(qū)壁厚小于外沿區(qū)壁厚。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述上端蓋外表面與中心區(qū)對應(yīng)的位置設(shè)有十字槽。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述上端蓋上設(shè)有散熱片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述電極位于筒體外側(cè)的一端連接有風(fēng)扇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述下端蓋下方緊密貼合有散熱片以及風(fēng)扇。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述電極與筒體接觸的位置設(shè)有密封絕緣套。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述上結(jié)構(gòu)塊、中結(jié)構(gòu)塊以及下結(jié)構(gòu)塊上與伸入筒體內(nèi)的電極對應(yīng)的位置設(shè)有凹口。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的氣敏材料的氣敏性測量裝置，其特征在于，所述加熱電阻絲成盤形狀，熱電偶溫度計位于加熱電阻絲的中心，加熱電阻絲和熱電偶溫度計上設(shè)有一層與加熱臺上端蓋內(nèi)表面緊密貼合的薄石英棉，加熱臺腔體內(nèi)剩余空間填滿保溫石英棉。
全文摘要
本發(fā)明公開了氣敏材料的氣敏性測量裝置，包括密封殼體，在殼體內(nèi)設(shè)有加熱臺以及伸入殼體的兩個電極探針機構(gòu)和聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)塊；所述密封殼體包括筒體，密封設(shè)置在筒體上方的上端蓋以及密封設(shè)置在筒體下方的下端蓋；所述加熱臺包括螺紋副連接的腔體和位于加熱臺腔體內(nèi)的加熱電阻絲、熱電偶溫度計以及隔熱保溫石英棉；所述電極探針機構(gòu)包括由外部伸入殼體的電極，電極位于殼體內(nèi)的一端連接有活動彈片，所述活動彈片一端連接有探針夾頭。本發(fā)明探針與氣敏材料接觸可靠；加熱臺工作溫度能有效的傳遞給氣敏薄膜；整個裝置外部溫度低于手可觸摸溫度；縮小反應(yīng)室體積，加快氣體濃度調(diào)節(jié)；測量裝置在抽真空狀態(tài)下，超過10個小時氣壓不變，密封性能好。
文檔編號G01N27/14GK101762625SQ201010018000
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者張子力, 朱斌, 殷晨波, 陶春旻 申請人:南京工業(yè)大學(xué)