專利名稱：氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及充油電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于在線精準(zhǔn)檢測(cè)絕緣油中微量水分、油溫及故障氣體含量的氣體傳感器。
背景技術(shù)：
變壓器、電抗器、互感器和套管等充油電氣設(shè)備的可靠和安全運(yùn)行，是保證高效益發(fā)電、輸電及配電的關(guān)鍵。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生機(jī)械故障、熱故障、放電性故障或者油、紙老化時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生各種特征氣體，并溶解于油中。及時(shí)有效的檢測(cè)出油中故障氣體含量，可極大地減少意外事故的發(fā)生。對(duì)于絕緣油中溶解氣體的含量，一般可通過燃料電池氣體傳感器測(cè)試完成。燃料電池是一種通過電化學(xué)反應(yīng)直接把化學(xué)能(氣體或液體燃料)轉(zhuǎn)換成電能的裝置。燃料電池氣體傳感器通過檢測(cè)燃料電池兩電極之間的電流信號(hào)(電流強(qiáng)度與氣體濃度成正比)來(lái)監(jiān)測(cè)絕緣油中氣體含量的變化，檢測(cè)的準(zhǔn)確性直接決定于與燃料電池相接觸的油樣是否有代表性，也就是該油樣中氣體的含量是否代表了整個(gè)變壓器油中的氣體含量。為了實(shí)現(xiàn)油樣的這種代表性可采用熱對(duì)流或機(jī)械對(duì)流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)油樣的強(qiáng)制循環(huán)。機(jī)械對(duì)流由于要引入循環(huán)油泵，會(huì)極大的增加設(shè)備的維護(hù)量而很少在燃料電池系統(tǒng)中采用，在燃料電池型系統(tǒng)中一般采用熱對(duì)流的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是通過燃料電池體與變壓器油之間的溫度差來(lái)實(shí)現(xiàn)油樣的循環(huán)，從而獲得具有代表性的油樣。美國(guó)專利US5773709A中對(duì)兩種對(duì)流方式的實(shí)現(xiàn)方式以及優(yōu)缺點(diǎn)都進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述，雖然該專利中詳細(xì)介紹了熱對(duì)流方式裝置的實(shí)現(xiàn)方式，但是該系統(tǒng)中沒有考慮到油與燃料電池之間溫度差的大小對(duì)油樣對(duì)流程度以及對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。在整個(gè)設(shè)備的使用過程中，我們可以控制燃料電池的溫度，但是無(wú)法控制油溫，因?yàn)橛蜏嘏c變壓器的負(fù)荷、運(yùn)行狀態(tài)以及季節(jié)等都有著非常大的關(guān)系，這會(huì)造成檢測(cè)的不準(zhǔn)確。變壓器油中的水分測(cè)量已經(jīng)成為變壓器維護(hù)中很重要的一部分。水是絕緣油在500°C以下的一種分解產(chǎn)物。在電場(chǎng)作用下，油中的水分與雜質(zhì)會(huì)形成“小橋”，不僅可破壞絕緣油的強(qiáng)度，還會(huì)使絕緣材料的電阻率降低，泄漏電流增大，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的不穩(wěn)定和潛在危險(xiǎn)，水分含量大的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致線圈產(chǎn)生電弧環(huán)和短路現(xiàn)象，甚至在一些情況下會(huì)發(fā)生爆炸等。因此油中微水(微量水分)在線監(jiān)測(cè)對(duì)于預(yù)防水分對(duì)變壓器絕緣性能的破壞以及發(fā)現(xiàn)500°C以下的油溫故障具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。絕緣油中微量水分的測(cè)試是通過微水傳感器完成的，其為變壓器等充油電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行更全面的評(píng)估與診斷提供依據(jù)。雖然油中水分的監(jiān)測(cè)對(duì)變壓器等充油電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，但是目前市場(chǎng)上的通用檢測(cè)方式是在故障氣體檢測(cè)模塊之外再另加一個(gè)溫濕度檢測(cè)模塊，該檢測(cè)模式具有體積大，成本高，安裝復(fù)雜，維護(hù)量大等缺陷，不符合目前對(duì)智能電網(wǎng)高集成化、高智能化的要求
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種氣體傳感器，能夠同時(shí)精準(zhǔn)測(cè)量絕緣油中的氣體含量、水分含量及絕緣油溫度，并具有氣體濃度自動(dòng)補(bǔ)償修正功能。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種氣體傳感器，包括具有內(nèi)腔的殼體以及安裝在所述殼體內(nèi)腔中的溫濕度檢測(cè)裝置、復(fù)合式油氣分離膜、氣敏元件與用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣敏元件溫度的內(nèi)置式溫度探頭；所述殼體的下端用于與充油電氣設(shè)備連接；所述復(fù)合式油氣分離膜包括本體膜及設(shè)于所述本體膜上的多孔金屬燒結(jié)片，所述復(fù)合式油氣分離膜以其本體膜朝向所述殼體的下端安裝在所述殼體的內(nèi)腔中；所述氣敏元件位于所述復(fù)合式油氣分離膜的多孔金屬燒結(jié)片一側(cè)，所述溫濕度檢測(cè)裝置位于所述復(fù)合式油氣分離膜的本體膜一側(cè)。還包括用于控制所述殼體內(nèi)部濕度的濕度控制單元，所述濕度控制單元安裝在所述殼體內(nèi)腔中，且位于所述氣敏兀件上方。所述溫濕度檢測(cè)裝置包括溫度敏感元件、濕度敏感元件及電路板，所述溫度敏感元件及濕度敏感元件通過一固定插座與電路板連接；所述溫度敏感元件及濕度敏感元件安裝在所述固定插座一側(cè)，所述電路板安裝在所述固定插座相對(duì)另一側(cè)，且所述溫度敏感元件與濕度敏感元件均與所述電路板電連接。所述溫濕度檢測(cè)裝置還包括信號(hào)線，所述殼體的側(cè)壁上設(shè)有孔洞，所述信號(hào)線一端通過所述孔洞連接電路板。所述溫濕度檢測(cè)裝置還包括多孔防護(hù)罩及固定蓋板，所述多孔防護(hù)罩連接在所述固定插座一側(cè)，將所述溫度敏感元件及濕度敏感元件罩設(shè)在其中；所述固定蓋板于所述電路板該側(cè)蓋設(shè)在所述固定插座上；且所述溫濕度檢測(cè)裝置與所述殼體之間通過第一密封圈密封連接。所述濕度敏感元件為濕敏電容、濕敏電阻或高分子感濕材料。所述復(fù)合式油氣分離膜通過第二密封圈與所述殼體的內(nèi)腔密封。所述氣敏元件通過一電池盒安裝在所述殼體內(nèi)；所述氣敏元件安裝在所述電池盒的本體內(nèi)，所述電池盒的盒蓋固定在所述本體上；所述濕度控制單元固定在所述電池盒的
盒蓋上。所述氣敏元件為微型燃料電池，其包括陽(yáng)極電極、連接所述陽(yáng)極電極的陽(yáng)極引線、陰極電極、連接所述陰極電極的陰極引線以及電解質(zhì)，所述電解質(zhì)設(shè)置在所述陽(yáng)極電極與陰極電極之間；微型燃料電池以其陽(yáng)極電極朝向復(fù)合式油氣分離膜安裝在殼體內(nèi)腔中。所述殼體下端設(shè)有用于與充油電氣設(shè)備連接的外螺紋；所述殼體上端設(shè)有一殼體蓋，所述殼體蓋上設(shè)有氣體信號(hào)輸出接頭及溫濕度信號(hào)輸出接頭，所述殼體蓋與所述殼體之間通過第三密封圈實(shí)現(xiàn)密封。本實(shí)用新型的氣體傳感器，通過把溫濕度檢測(cè)裝置設(shè)置于其殼體內(nèi)，利于整體結(jié)構(gòu)的減小，在節(jié)約空間的同時(shí)也節(jié)約了原材料，從而降低了成本，具有體積小、安裝簡(jiǎn)單及成本低等特點(diǎn)；能夠同時(shí)檢測(cè)絕緣油中微量水分、油溫及故障氣體含量，能夠根據(jù)溫濕度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的絕緣油的溫度與內(nèi)置式溫度探頭檢測(cè)到的氣敏元件的溫度之間的溫度差，對(duì)氣體含量的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償校正，解決檢測(cè)不準(zhǔn)確的問題，提高氣體傳感器的檢測(cè)精度。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:圖1是本實(shí)用新型氣體傳感器一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示氣體傳感器的分解結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是圖2所示氣體傳感器的溫濕度檢測(cè)裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型氣體傳感器的工作原理圖；圖5是本實(shí)用新型的氣體傳感器性能測(cè)試所用的模擬油路示意圖；圖6是圖5中D部分的俯視圖；圖7是無(wú)溫度補(bǔ)償時(shí)氣體傳感器的檢測(cè)結(jié)果與絕緣油溫度的關(guān)系圖；圖8是有溫度補(bǔ)償時(shí)氣體傳感器的檢測(cè)結(jié)果與絕緣油溫度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1及圖2所示，本實(shí)用新型一實(shí)施例的氣體傳感器，包括具有內(nèi)腔10的殼體
1、復(fù)合式油氣分離膜2、氣敏元件3、溫濕度檢測(cè)裝置4、內(nèi)置式溫度探頭5以及濕度控制單元6。復(fù)合式油氣分離膜2、氣敏元件3、溫濕度檢測(cè)裝置4、內(nèi)置式溫度探頭5以及濕度控制單元6均安裝在殼體I內(nèi)腔10中，與殼體I形成一氣體傳感器，具高度集成化，可同時(shí)完成絕緣油中故障氣體、水分和油溫的準(zhǔn)確檢測(cè)。且本實(shí)用新型通過將溫濕度檢測(cè)裝置4安裝在殼體I內(nèi)，利于整體結(jié)構(gòu)的減小，在節(jié)約空間的同時(shí)也節(jié)約了原材料，從而可降低成本；還可根據(jù)溫濕度檢測(cè)裝置4測(cè)得的絕緣油溫度與內(nèi)置式溫度探頭5測(cè)得的氣敏元件3的溫度之間的溫度差對(duì)故障氣體含量的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的補(bǔ)償修正，可以極大的提高故障氣體的檢測(cè)準(zhǔn)確性。殼體I為一體化成型結(jié)構(gòu)，殼體I的內(nèi)腔10設(shè)有臺(tái)階101，臺(tái)階101下方的腔體可用于容納絕緣油。該殼體I具有相對(duì)的上端及下端，殼體I的下端用于與充油電氣設(shè)備連接。其中，在該殼體I下端設(shè)有用于與充油電氣設(shè)備連接的外螺紋，殼體I可通過該外螺紋直接連接到充油電氣設(shè)備的閥門上而不需任何附加的油管，通過強(qiáng)制熱對(duì)流使絕緣油與殼體I內(nèi)的復(fù)合式油氣分離膜2接觸，該種結(jié)構(gòu)的殼體I避免使用油泵或其他機(jī)械運(yùn)動(dòng)等易損器件，可確保設(shè)備內(nèi)部的油樣和與之相連的閥門外側(cè)的油樣之間的充分對(duì)流，不污染及消耗絕緣油。但不限于此，殼體I與充油電氣設(shè)備也可采用能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生對(duì)流的安裝方式。殼體I上端設(shè)有一殼體蓋11,殼體蓋11與殼體I之間通過第三密封圈12實(shí)現(xiàn)密封。該殼體蓋11上設(shè)有氣體信號(hào)輸出接頭13及溫濕度信號(hào)輸出接頭14，以將檢測(cè)到的故障氣體信息、絕緣油溫度及水分含量信息輸出到相應(yīng)設(shè)備。所述復(fù)合式油氣分離膜2包括本體膜及設(shè)于本體膜上的多孔金屬燒結(jié)片，本體膜為高分子本體膜，該復(fù)合式油氣分離膜2的具體描述可參見中國(guó)專利CN200310111953.7公開說明書。該復(fù)合式油氣分離膜2以其本體膜朝向殼體I的下端安裝在殼體I的內(nèi)腔10中。進(jìn)一步地，復(fù)合式油氣分離膜2安裝在殼體I內(nèi)腔10的臺(tái)階101上，且其通過第二密封圈21與殼體I的內(nèi)腔10密封，可防止使用時(shí)絕緣油從殼體I下端滲入到復(fù)合式油氣分離膜2上方而與氣敏元件3接觸。本實(shí)施例中，第二密封圈21設(shè)有兩個(gè)，實(shí)現(xiàn)階梯式密封效果。第二密封圈21優(yōu)選為耐油氟橡膠密封圈。使用時(shí)，溶于絕緣油中的故障氣體在復(fù)合式油氣分離膜2兩側(cè)分壓差的驅(qū)動(dòng)下，通過本體膜表面的吸附，溶解擴(kuò)散和脫附作用，滲透到該復(fù)合式油氣分離膜2的另一側(cè)，而絕緣油不能透過該復(fù)合式油氣分離膜2，進(jìn)而從絕緣油中有效地分離出故障氣體。如圖2所示，氣敏元件3用于傳感故障氣體以輸出相應(yīng)電信號(hào)，其位于復(fù)合式油氣分離膜2的多孔金屬燒結(jié)片一側(cè)。該氣敏元件3通過一電池盒7安裝在殼體I內(nèi)腔10中，其中，電池盒7包括本體71及盒蓋72，該電池盒7可采用金屬材料制成。氣敏元件3安裝在電池盒7的本體71內(nèi)，氣敏元件3底部可設(shè)一密封圈30以實(shí)現(xiàn)該底部與本體71之間的密封性，電池盒7的盒蓋72通過螺釘?shù)裙潭ㄔ诒倔w71上。在本實(shí)施例中，氣敏元件3采用燃料電池，具體為微型燃料電池，可以理解的是，氣敏元件3并不限于燃料電池。參考圖4所示，該燃料電池3包括陽(yáng)極電極31、連接陽(yáng)極電極31的陽(yáng)極引線、陰極電極32、連接陰極電極32的陰極引線以及電解質(zhì)33，電解質(zhì)33設(shè)置在陽(yáng)極電極31與陰極電極32之間，燃料電池3以其陽(yáng)極電極31朝向復(fù)合式油氣分離膜2安裝在殼體I內(nèi)腔10中。絕緣油中的故障氣體自復(fù)合式油氣分離膜2上分離出來(lái)后，達(dá)到燃料電池3的陽(yáng)極電極31，并且陽(yáng)極電極31上釋放電子，所產(chǎn)生的電信號(hào)通過陽(yáng)極引線傳到外部信號(hào)接收設(shè)備。而在陽(yáng)極電極31上氧化后的質(zhì)子可通過電解質(zhì)33達(dá)到陰極電極32，并與在陰極電極32還原的氧原子結(jié)合成水，陰極電極32所產(chǎn)生的電信號(hào)通過陰極引線傳到外部信號(hào)接收設(shè)備。所述內(nèi)置式溫度探頭5用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣敏元件3 (燃料電池)處的溫度，其安裝在殼體I內(nèi)指定位置，如位于氣敏元件3附近。濕度控制單元6用于控制殼體I內(nèi)部濕度，以保持燃料電池3的電解質(zhì)在最佳狀態(tài)，使燃料電池3具有很好的電催化性能。該濕度控制單元6設(shè)于燃料電池3上方，其可通過螺釘?shù)裙潭ㄔ陔姵睾?的盒蓋72上。溫濕度檢測(cè)裝置4位于復(fù)合式油氣分離膜2的本體膜一側(cè)，采用嵌入的方式安裝在殼體I內(nèi)腔10中，絕緣油能在殼體I內(nèi)腔10中與溫濕度檢測(cè)裝置4接觸，利于該溫濕度檢測(cè)裝置4檢測(cè)絕緣油的油溫及其水分含量。溫濕度檢測(cè)裝置4所在的殼體I內(nèi)腔10部分形成對(duì)流腔，供絕緣油在此腔內(nèi)產(chǎn)生熱對(duì)流而通過復(fù)合式油氣分離膜2分離出故障氣體。故障氣體在復(fù)合式油氣分離膜2上的滲透速度受溫度影響，因此本實(shí)用新型將溫濕度檢測(cè)裝置4設(shè)置在復(fù)合式油氣分離膜2附近，其能在對(duì)流腔內(nèi)與絕緣油接觸，這樣不僅可測(cè)試絕緣油中水分含量，同時(shí)也更直接檢測(cè)出故障氣體在復(fù)合式油氣分離膜2處的溫度。如圖3所示，具體地，溫濕度檢測(cè)裝置4包括溫度敏感元件41、濕度敏感元件42及電路板43，溫度敏感元件41用于檢測(cè)絕緣油的溫度，濕度敏感元件42用于檢測(cè)絕緣油中微量水分含量，濕度敏感元件42可為濕敏電容、濕敏電阻或高分子感濕材料等。電路板43與溫度敏感元件41及濕度敏感元件42電連接，用于采集溫度敏感元件41及濕度敏感元件42檢測(cè)到的溫度及水分含量的信號(hào)。該電路板43可采用集成電路板。本實(shí)用新型可根據(jù)溫濕度檢測(cè)裝置4的溫度敏感元件41檢測(cè)到的絕緣油的溫度與內(nèi)置式溫度探頭5檢測(cè)到的燃料電池3的溫度之間的溫度差，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，解決現(xiàn)場(chǎng)氣體傳感器檢測(cè)不準(zhǔn)確的問題，提高氣體傳感器的檢測(cè)精度。溫度敏感元件41及濕度敏感元件42通過一固定插座44與電路板43連接。溫度敏感元件41及濕度敏感元件42安裝在固定插座44 一側(cè)，電路板43安裝在固定插座44相對(duì)另一側(cè)。溫濕度檢測(cè)裝置4以其有溫度敏感元件41及濕度敏感元件42的一端嵌入在殼體I內(nèi)腔10，電路板43不嵌入殼體I內(nèi)腔10，且通過固定插座44的設(shè)置，還同時(shí)阻止絕緣油滲透到電路板43處。所述固定插座44采用特殊材質(zhì)制成，具有耐油、耐高溫及耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。溫濕度檢測(cè)裝置4還包括信號(hào)線，其與電路板43連接，用于傳輸信號(hào)。為了防止溫度敏感元件41及濕度敏感元件42所發(fā)的信號(hào)相互干擾，將信號(hào)線從殼體I的側(cè)壁穿過，對(duì)應(yīng)的在殼體I側(cè)壁上設(shè)孔洞102供信號(hào)線穿出。該信號(hào)線一端通過焊接連接在電路板43上，另一端穿過孔洞102可與殼體蓋11上的溫濕度信號(hào)輸出接頭連接14。如圖3所示，該溫濕度檢測(cè)裝置4還包括多孔防護(hù)罩45及固定蓋板46，多孔防護(hù)罩45連接在固定插座44 一側(cè)，將溫度敏感元件41及濕度敏感元件42罩設(shè)在其中，與其形成該溫濕度檢測(cè)裝置4的探頭。該多孔防護(hù)罩45既可以保護(hù)溫度敏感元件41與濕度敏感元件42免受外界的損壞，同時(shí)還可以使絕緣油順利地流過溫度敏感元件41與濕度敏感元件42，精確檢測(cè)絕緣油的溫度和水分含量。多孔防護(hù)罩45采用不銹鋼或高分子材質(zhì)制成，具有多孔結(jié)構(gòu)，絕緣油通過多孔結(jié)構(gòu)與溫度敏感元件41與濕度敏感元件42接觸。所述固定蓋板46于電路板43該側(cè)蓋設(shè)在固定插座44上，從而與溫濕度檢測(cè)裝置4其他所述部件組成整體的溫濕度檢測(cè)裝置4，固定蓋板46可用于保護(hù)電路板43。此外，溫濕度檢測(cè)裝置4與殼體I之間通過一第一密封圈40密封連接，該第一密封圈40采用耐油的橡膠密封圈。參考圖4所示，本實(shí)用新型的氣體傳感器還包括有加熱裝置8，該加熱裝置8安裝在殼體I上，用于控制燃料電池3處的溫度。當(dāng)變壓器等充油電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部過熱或放電故障時(shí)產(chǎn)生的故障氣體將溶解于絕緣油中，并隨著絕緣油的對(duì)流逐漸擴(kuò)散到充油電氣設(shè)備的本體。由加熱裝置8控制氣體傳感器中燃料電池3處的溫度，進(jìn)而控制電化學(xué)反應(yīng)的性能。氣體傳感器的殼體I對(duì)流腔中的絕緣油中的溶解故障氣體在復(fù)合式油氣分離膜2兩側(cè)分壓差的驅(qū)動(dòng)下，自動(dòng)進(jìn)行滲透。絕緣油的流向如圖中箭頭A所示，故障氣體(包括有H2、CO及C2H2等)的滲透方向如圖中箭頭B所示，空氣(如其中O2)可從殼體蓋11上方進(jìn)入殼體I內(nèi)腔10，如箭頭C所示。滲透后的氣體分子在電催化劑的作用下，自發(fā)地在燃料電池3的電極(包括陽(yáng)極與陰極)上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的電子通過外部電路(微處理器)測(cè)得，該電信號(hào)的強(qiáng)度與故障氣體的含量成正比(服從法拉第定律)。由于電化學(xué)反應(yīng)及氣體在復(fù)合式油氣分離膜2上的滲透速度均受溫度影響，且二者的反應(yīng)情況直接影響到電信號(hào)的強(qiáng)度，因此本實(shí)用新型通過對(duì)燃料電池2所產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行雙溫度補(bǔ)償，即通過內(nèi)置式溫度探頭5及溫濕度檢測(cè)裝置4檢測(cè)到的溫度差對(duì)燃料電池3所產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償及校正，準(zhǔn)確檢測(cè)故障氣體的含量，能更好服務(wù)于充油電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)老化情況的追蹤。如圖5所示，其為本實(shí)用新型的氣體傳感器性能測(cè)試所用的模擬油路示意圖。該模擬油路作用在于模擬變壓器等充油電力設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行環(huán)境，精準(zhǔn)衡量氣體傳感器在真實(shí)環(huán)境中使用時(shí)的性能。如圖5、6所示，該模擬油路包括管路100、安裝在管路100上的被測(cè)試儀器110、油箱120、流量計(jì)140、油泵150及溫控單元160，其中箭頭為油流方向。采用目標(biāo)氣體/空氣混合氣體或注入預(yù)先配制的高濃度氣體油樣的供氣裝置170為油箱120鼓氣，油流方向如箭頭E所示，其自油箱120開始，依次流向溫控單元160、油泵150、流量計(jì)140及被測(cè)試儀器110。如圖5所示，將氣體傳感器安裝于管路100上，測(cè)試當(dāng)模擬油路中氣體含量及氣體傳感器溫度一定的情況下，氣體傳感器檢測(cè)到的氣體濃度與模擬油路中絕緣油溫度之間的關(guān)系。具體結(jié)果見圖7及圖8。其中圖7是沒有對(duì)氣體傳感器進(jìn)行溫差補(bǔ)償時(shí)的測(cè)試結(jié)果，由圖7可以看出，在這種情況下，當(dāng)絕緣油中的溫度由10°C變化到50°C的過程中，氣體傳感器對(duì)絕緣油中溶解氣體(約200PPM氫氣)含量的檢測(cè)結(jié)果的差別達(dá)60%。圖8是對(duì)氣體傳感器進(jìn)行溫差補(bǔ)償時(shí)的測(cè)試結(jié)果，由圖8可以看出，在有溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，當(dāng)絕緣油的溫度由10°C變化到50°C的過程中，氣體傳感器的檢測(cè)結(jié)果相差在5%以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣體傳感器，其特征在于，包括具有內(nèi)腔的殼體以及安裝在所述殼體內(nèi)腔中的溫濕度檢測(cè)裝置、復(fù)合式油氣分離膜、氣敏元件與用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣敏元件溫度的內(nèi)置式溫度探頭； 所述殼體的下端用于與充油電氣設(shè)備連接；所述復(fù)合式油氣分離膜包括本體膜及設(shè)于所述本體膜上的多孔金屬燒結(jié)片，所述復(fù)合式油氣分離膜以其本體膜朝向所述殼體的下端安裝在所述殼體的內(nèi)腔中；所述氣敏元件位于所述復(fù)合式油氣分離膜的多孔金屬燒結(jié)片一偵牝所述溫濕度檢測(cè)裝置位于所述復(fù)合式油氣分離膜的本體膜一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，還包括用于控制所述殼體內(nèi)部濕度的濕度控制單元，所述濕度控制單元安裝在所述殼體內(nèi)腔中，且位于所述氣敏元件上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的氣體傳感器，其特征在于，所述溫濕度檢測(cè)裝置包括溫度敏感元件、濕度敏感元件及電路板，所述溫度敏感元件及濕度敏感元件通過一固定插座與電路板連接；所述溫度敏感元件及濕度敏感元件安裝在所述固定插座一側(cè)，所述電路板安裝在所述固定插座相對(duì)另一側(cè)，且所述溫度敏感元件與濕度敏感元件均與所述電路板電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，所述溫濕度檢測(cè)裝置還包括信號(hào)線，所述殼體的側(cè)壁上設(shè)有孔洞，所述信號(hào)線一端通過所述孔洞連接電路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，所述溫濕度檢測(cè)裝置還包括多孔防護(hù)罩及固定蓋板，所述多孔防護(hù)罩連接在所述固定插座一側(cè)，將所述溫度敏感元件及濕度敏感元件罩設(shè)在其中；所述固定蓋板于所述電路板該側(cè)蓋設(shè)在所述固定插座上；且所述溫濕度檢測(cè)裝置與所述殼體之間通過第一密封圈密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體傳感器，其特征在于，所述濕度敏感元件為濕敏電容、濕敏電阻或高分子感濕材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，所述復(fù)合式油氣分離膜通過第二密封圈與所述殼體的內(nèi)腔密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的氣體傳感器，其特征在于，所述氣敏元件通過一電池盒安裝在所述殼體內(nèi)，所述氣敏元件安裝在所述電池盒的本體內(nèi)，所述電池盒的盒蓋固定在所述本體上；所述濕度控制單元固定在所述電池盒的盒蓋上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體傳感器，其特征在于，所述氣敏元件為微型燃料電池，其包括陽(yáng)極電極、連接所述陽(yáng)極電極的陽(yáng)極引線、陰極電極、連接所述陰極電極的陰極引線以及電解質(zhì)，所述電解質(zhì)設(shè)置在所述陽(yáng)極電極與陰極電極之間；微型燃料電池以其陽(yáng)極電極朝向復(fù)合式油氣分離膜安裝在殼體內(nèi)腔中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體傳感器，其特征在于，所述殼體下端設(shè)有用于與充油電氣設(shè)備連接的外螺紋；所述殼體上端設(shè)有一殼體蓋，所述殼體蓋上設(shè)有氣體信號(hào)輸出接頭及溫濕度信號(hào)輸出接頭，所述殼體蓋與所述殼體之間通過第三密封圈實(shí)現(xiàn)密封。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣體傳感器，包括具有內(nèi)腔的殼體以及安裝在殼體內(nèi)腔中的溫濕度檢測(cè)裝置、復(fù)合式油氣分離膜與氣敏元件；殼體的下端用于與充油電氣設(shè)備連接；復(fù)合式油氣分離膜包括本體膜及設(shè)于本體膜上的多孔金屬燒結(jié)片，復(fù)合式油氣分離膜以其本體膜朝向殼體的下端安裝在殼體的內(nèi)腔中；氣敏元件位于復(fù)合式油氣分離膜的多孔金屬燒結(jié)片一側(cè)，溫濕度檢測(cè)裝置位于復(fù)合式油氣分離膜的本體膜一側(cè)。本實(shí)用新型具有體積小、安裝簡(jiǎn)單及成本低等特點(diǎn)；能夠同時(shí)檢測(cè)絕緣油中微量水分、油溫及故障氣體含量，能夠根據(jù)溫濕度檢測(cè)裝置測(cè)得的絕緣油溫度對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償校正，解決檢測(cè)不準(zhǔn)確的問題，提高氣體傳感器的檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)G01N27/416GK203053914SQ20132001427
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者趙莉 申請(qǐng)人:深圳市深安旭傳感技術(shù)有限公司