專利名稱：一種催化氣敏頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的催化氣敏頭屬用于可燃?xì)怏w濃度傳感檢測的催化型氣敏元件的改進設(shè)計。
目前，在我國的石油、化工、煤礦等領(lǐng)域的生產(chǎn)部門，以催化氣敏元件(以下稱黑元件)和補償元件(以下稱白元件)作為測量橋臂而構(gòu)成用于檢測可燃?xì)怏w濃度的惠斯登電橋式氣敏傳感裝置已得到廣泛應(yīng)用。這種氣敏傳感裝置的工作原理是當(dāng)黑、白兩元件處于工作狀態(tài)，可燃?xì)怏w接觸到黑元件表面時在元件表面上進行無焰燃燒，此時元件的溫度升高，電阻增大。而白元件和可燃?xì)怏w不反應(yīng)，溫度和電阻均不變化。因此兩元件間產(chǎn)生溫差變化而導(dǎo)致阻值差變化，破壞了電橋的平衡，同時有電信號輸出。在公知公用的技術(shù)中，黑、白元件一般由兩種封裝方式構(gòu)成氣敏頭，一種是將黑、白元件共同封裝于同一氣室而構(gòu)成；另一種將黑、白元件分別裝入兩個相互獨立的氣室而構(gòu)成。對于黑、白元件同裝于一個氣室而構(gòu)成的氣敏頭來講因兩元件工作于高溫狀態(tài)(約900℃左右)且當(dāng)氣敏頭整體的空間位置發(fā)生變化時，由于氣室中空氣熱動力所產(chǎn)生的影響(主要是空氣對流造成的黑、白元件各自正常工作溫度場變化)使氣敏頭輸出產(chǎn)生很大變化而影響測量精度。例如將這種氣敏頭用于礦燈式瓦斯報警器中時，礦工頭戴礦燈操作相當(dāng)于氣敏頭是在隨機動態(tài)情況下工作的，即使井下無瓦斯氣體，由于空氣對流影響極易產(chǎn)生誤信號報警。而在井下檢測瓦斯氣體過程中，氣敏頭氣室的空氣對流亦是影響瓦斯?jié)舛葴y量精度的主要因素。正是由于這種結(jié)構(gòu)的氣敏頭動態(tài)工作性能差而使這類瓦斯報警器的使用價值大為降低，甚至不能用。對于黑、白元件分別封裝于兩個獨立氣室構(gòu)成的氣敏頭而言，雖然可避免第一種由于黑、白元件相互熱動力影響，但是由于黑、白元件各自所處的氣體環(huán)境相互獨立，帶來了白元件補償?shù)牟粶?zhǔn)確因素，而且由于需要兩個獨立氣室，使體積加大、安裝復(fù)雜。如果黑、白元件各自氣室結(jié)構(gòu)空間對稱性設(shè)計安裝不好，亦會產(chǎn)生由空間位置變化帶來輸出變化，使氣敏頭工作不可靠。
本實用新型之目的在于，為克服上述已有技術(shù)中的缺陷，提高氣敏頭工作穩(wěn)定可靠性、尤其是提高氣敏頭在動態(tài)工作狀態(tài)下的工作穩(wěn)定可靠性，提供一種新型的催化氣敏頭。
為達到上述目的而采用的方案是這種催化氣敏頭，包括由殼體和透氣罩形成的氣室、封裝在該氣室內(nèi)的催化氣敏元件和補償元件、以及用于與外電路連接的元件引腳，其主要結(jié)構(gòu)特征是在氣室內(nèi)還具有由罩布與殼體結(jié)構(gòu)形成的兩個相互獨立的小腔室，且將催化氣敏元件、補償元件分別封裝固定于這兩個相互獨立的小腔室內(nèi)。
實施上述方案而制作的催化氣敏頭產(chǎn)品具有工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，當(dāng)其在空間位置變化時，探測準(zhǔn)確程度亦不受影響，所以尤為適用于如礦工頭燈式瓦斯報警器之類處于經(jīng)常移動狀態(tài)下工作的探測裝置作檢測元件。
附圖給出了本實用新型的實施例。

圖1為本催化氣敏頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A－A向及B－B向的剖視圖。圖3為圖1的C－C向剖視圖。
參見附圖進一步說明。本催化氣敏頭主要由殼體(1)、透氣罩(2)、罩布(3)、催化氣敏元件(黑元件)(4)、補償元件(白元件)(5)、外罩(6)、以及用于與外電路連接的元件引腳(7)組合構(gòu)成。由圖可見，通過外罩(6)使透氣罩(2)固定于殼體(1)上，從而形成有氣體混合室(簡稱“氣室”)(8)。對稱置中設(shè)在氣室(8)內(nèi)的還具有由殼體(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與罩布(3)形成的兩個相互獨立的小腔室黑元件小腔室(9)、白元件小腔室(10)。黑、白元件(4)(5)各自通過兩個引腳(7)固定封裝于各自的小腔室(9)(10)內(nèi)中心位置上。本實施例將小腔室(9)(10)制成體積、形狀相同的圓柱形腔室。
殼體(1)由工程塑料熱塑制成。外罩(6)也由塑料制成，它與外殼(1)為緊配合用于固定透氣罩(2)。透氣罩(2)由粉末冶金(如銅粉末)制成，有較好的透氣性，但不通風(fēng)，對外部氣流起阻尼作用，可大大減少氣流對氣室(8)中氣體的影響，同時還起到濾除灰塵、保持氣敏頭內(nèi)部清潔的作用，亦起到機械保護屏障作用。罩布(3)由耐高溫不易燃燒且有良好透氣性的材料(如玻璃纖維沙布)制成，粘貼于黑、白元件小腔室(9)(10)外面，起到把小腔室(9)(10)與氣室(8)隔開的作用，它使小腔室(9)(10)與氣室(8)之間氣體不產(chǎn)生對流，但不影響氣體有良好的擴散。黑、白元件(4)(5)的制作屬公知技術(shù)不再冗述。引腳(7)可選用鍍錫銅絲制成，它即作為黑、白元件(4)(5)與外電路連接的引線，亦作為黑、白元件(4)(5)的固定支架，黑、白元件分別焊接在由兩個引腳(7)構(gòu)成的支架上，由支架支托黑、白元件(4)(5)使之保持在各自小腔室(9)(10)的中心部位。
本實施例提供的催化氣敏頭，由于具有黑、白元件各自獨立的小腔室(9)(10)結(jié)構(gòu)，黑、白元件(4)(5)相互隔離使兩元件的工作溫度場保持獨立而不相互影響，各自僅通過罩布(3)與氣室(8)中氣體保持?jǐn)U散傳遞，因而也就避免了因溫度場變化而導(dǎo)致誤信號的產(chǎn)生。同時由于氣體混合室(8)的存在，使外部氣體與黑、白元件小腔室(9)(10)之間形成有一緩沖腔，它使兩小腔室所處氣體狀態(tài)保持一致，從而提高了白元件(5)的補償效果。同時使外部通過透氣罩(2)進入探頭的氣體波動減弱，而使小腔室(9)(10)中的氣體受到的干擾更小。氣室(8)有一定空間容積，黑元件(4)在工作時要消耗一定的待測氣體，它的存在使小腔室(9)(10)與探頭外部實際氣體環(huán)境濃度差變小，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確的反應(yīng)實際狀態(tài)。
總之按本實用新型所述結(jié)構(gòu)可制成高穩(wěn)定性、高探測精度的催化氣敏頭，因其有動態(tài)工作穩(wěn)定性能好的特點，尤其適用作為在移動狀態(tài)下工作的可燃?xì)怏w濃度檢測報警裝置的氣敏探測元件。
權(quán)利要求1.一種催化氣敏頭，包括由殼體(1)和透氣罩(2)形成的氣室(8)、置于該氣室(8)內(nèi)的催化氣敏元件(4)和補償元件(5)、以及用于與外電路連接的元件引腳(7)，其特征在于，在氣室(8)內(nèi)還具有由罩布(3)與殼體結(jié)構(gòu)形成的兩個相互獨立的小腔室(9)(10)，且將催化氣敏元件(4)、補償元件(5)分別封裝固定于這兩個相互獨立的小腔室(9)(10)內(nèi)。
2.按權(quán)利要求1所述的催化氣敏頭，其特征在于所說的兩個相互獨立的小腔室(9)(10)可制成體積、形狀相同的圓柱形腔室。
3.按權(quán)利要求1所述的催化氣敏頭，其特征在于所說的罩布(3)可選用玻璃纖維沙材料制作。
專利摘要本實用新型提供了一種新型催化氣敏頭，它包括由殼體和透氣罩形成的氣室、置于該氣室中的催化氣敏元件和補償元件、以及用于與外電路連接的元件引腳，其特點是在氣室中還具有由罩布與殼體結(jié)構(gòu)形成的兩個相互獨立的、用于封裝固定催化氣敏元件和補償元件的小腔室結(jié)構(gòu)。這種氣敏頭產(chǎn)品具有工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，尤其適用于如礦工頭燈式瓦斯報警器之類處于經(jīng)常移動狀態(tài)下工作的探測裝置作檢測元件。
文檔編號G01N27/14GK2059987SQ9020091
公開日1990年8月1日 申請日期1990年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月20日
發(fā)明者曾維魯 申請人:水利電力部吉林水工機械廠