專利名稱：電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置及采用此裝置的氣體檢測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電化學(xué)氣體傳感器的輔助裝置，具體涉及一種電化學(xué)氣體 傳感器殘留樣氣清除裝置及采用此裝置的氣體檢測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
最早的電化學(xué)傳感器可以追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)用于氧氣監(jiān)測(cè)。到 20世紀(jì)80年代中期，小型電化學(xué)傳感器開始用于檢測(cè)PEL范圍內(nèi)的多種不同有 毒氣體，并顯示出了良好的敏感性與選擇性。目前，為保護(hù)人身安全起見，各 種電化學(xué)傳感器廣泛應(yīng)用于許多靜態(tài)與移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合。
電化學(xué)傳感器通過與目標(biāo)氣體發(fā)牛.反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào) 來工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成，并由 一個(gè)薄電解層隔開。氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后 是憎水屏障，最終到達(dá)電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極 發(fā)生反應(yīng)，以形成充分的電信號(hào)，同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。
穿過屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng)，傳感電極可以采用氧化機(jī)理或 還原機(jī)理。這些反應(yīng)由針對(duì)目標(biāo)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化。通過電極間 連接的電阻器，與目標(biāo)氣體濃度成正比的電流會(huì)在正極與負(fù)極間流動(dòng)。測(cè)量該 電流即可確定氣體濃度。由于該過程中會(huì)產(chǎn)生電流，電化學(xué)傳感器又常被稱為 電流氣體傳感器或微型燃料電池。
中國(guó)專利申請(qǐng)CN200810009540. 0公開了一種電化學(xué)氣體傳感器，其包括設(shè)
置在外殼內(nèi)的氣敏電極和反電極，所述外殼具有使氣體進(jìn)入的開口，所述氣敏 電極和反電極被含有電解液的區(qū)域隔開，以及用于將氣敏電極和反電極連接到 傳感電路的機(jī)構(gòu)。電解液吸收元件被設(shè)置在所述開口的內(nèi)側(cè)，位于外殼和氣敏 電極之間，以吸收通過氣敏電極的電解液，同時(shí)維持通過所述電解液吸收元件 的氣體通道。
電化學(xué)氣體傳感器的氣體交換室都采用擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擴(kuò)散的方式會(huì)導(dǎo)致氣體滯留在氣室，那么在相鄰的兩次測(cè)量中，第一次樣氣的殘留會(huì)干擾第二 次不同濃度樣氣的測(cè)量結(jié)果。同時(shí)整個(gè)采樣系統(tǒng)通路的材料表面對(duì)活潑氣體有
吸附作用，氣體一旦被吸收，當(dāng)K一次的樣氣流經(jīng)時(shí)，被吸收的氣體就脫附進(jìn)
入氣流里，這樣也會(huì)影響下一次的測(cè)量準(zhǔn)確性，尤其是在混合氣體中有多種目 標(biāo)氣體和使用多個(gè)電化學(xué)傳感器同時(shí)測(cè)量的情況下更為嚴(yán)重。另外，因氣室與 排出端的外界壓力基本相同，樣氣從氣室的排出依賴于外界空氣與氣室樣氣的 自然滲透，殘留樣氣排出速度緩慢同時(shí)也無法完全排除干凈。樣氣殘留在裝有 電化學(xué)傳感器的氣室中會(huì)縮短電化學(xué)傳感器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了克服目前電化學(xué)氣體傳感器的氣體交換室樣氣殘留影響測(cè) 量準(zhǔn)確性的問題，本實(shí)用新型提供一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置， 可安裝于現(xiàn)有的電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路中，排出氣路和氣室的樣氣，清 潔采氣系統(tǒng)，保證氣路無吸附氣體、氣室無殘留樣氣，最大限度提高電化學(xué)傳 感器的測(cè)量準(zhǔn)確性并相對(duì)延長(zhǎng)使用壽命。
本發(fā)明的另一 目的在于提供采用上述殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣 體檢測(cè)設(shè)備。
本發(fā)明提供的一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其包括過濾器、 微型真空泵和電磁閥，經(jīng)過濾器過濾的空氣由微型真空泵泵出，經(jīng)電磁閥進(jìn)入
電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，所述電磁閥為常閉電磁閥。
本發(fā)明通過在電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路中設(shè)置由常閉電磁閥控制導(dǎo)通 的殘留樣氣清除裝置，在每次測(cè)量完畢后將清潔空氣通過微型真空泵泵入樣氣 氣路中，成功的實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)氣體傳感器每次測(cè)量完畢后氣路內(nèi)與外界的壓力 差，排出氣路和氣室的樣氣，清潔氣路系統(tǒng)，保證氣路中無吸附氣體、氣室無 殘留樣氣，最大限度提高了電化學(xué)傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確性并延長(zhǎng)了使用壽命。
進(jìn)一步，所述由微型真空泵泵出的空氣進(jìn)入緩沖氣室，在緩沖氣室緩沖后， 經(jīng)電磁閥進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，所述緩沖氣室的出口端設(shè)有減壓 闊。
4由于微型真空泵常用的都是膜片泵類型，會(huì)產(chǎn)生脈沖氣流，所以在微型真 空泵的排氣端設(shè)置緩沖氣室，消除脈沖壓力，并形成一定壓力的壓縮空氣，有 利于氣路中樣氣的排出，并減少脈沖對(duì)傳感器的損耗。
進(jìn)一步，從所述緩沖氣室流出的空氣經(jīng)高分子膜式干燥器后，經(jīng)電磁閥進(jìn) 入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路。
所述高分子膜式干燥器中高分子中空隔膜只可供水蒸氣透過，當(dāng)濕的壓縮 空氣進(jìn)入中空膜時(shí)，大量水蒸氣便穿過隔膜由少量壓縮空氣帶到器外，輸出的 便是干燥空氣。因中空隔膜外側(cè)總處于低的水蒸氣分壓狀態(tài)，故能不斷進(jìn)行除 濕，不需要設(shè)置排水器。
進(jìn)一步，所述微型真空泵和所述電磁閥安裝在氣路基體上。
本發(fā)明將微型真空泵和電磁控制閥都安裝在氣路基體上，旁置緩沖氣室， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形緊湊，通過設(shè)備控制系統(tǒng)對(duì)微型真空泵和電磁閥的控制運(yùn)行， 可以很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)設(shè)備的殘留樣氣清除。
進(jìn)一歩，所述微型真空泵、電磁閥和所述緩沖氣室均安裝在氣路基體上。這 樣設(shè)計(jì)的裝置結(jié)構(gòu)將更為緊湊。
本發(fā)明提供的釆用上述殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)設(shè)備， 其包括樣氣氣路進(jìn)氣端、電化學(xué)傳感器模塊、樣氣氣路排氣端、電子流量計(jì)、 電源輸入、電池組及充電器、主控板、液晶顯示器和由常閉電磁閥控制與樣氣 氣路進(jìn)氣端導(dǎo)通的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，所述主控板控制所述 電磁閥的導(dǎo)通與所述微型真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的有益效果在于
l.本發(fā)明通過在電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路中設(shè)置由常閉電磁閥控制導(dǎo) 通的殘留樣氣清除裝置，在每次測(cè)量完畢后將過濾器濾去灰塵后的清潔 空氣通過微型真空泵泵入樣氣氣路中(在微型真空泵的排氣端設(shè)置緩沖 氣室消除脈沖壓力，經(jīng)高分子膜式干燥器去除空氣中的水蒸氣，以此形 成干燥清潔的空氣)，清潔氣路系統(tǒng)，保證氣路中無吸附氣體、氣室無樣 氣殘留，最大限度提高了電化學(xué)傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確性并相對(duì)延長(zhǎng)使用壽2. 本發(fā)明裝置對(duì)空氣進(jìn)行精細(xì)的灰塵過濾、水蒸氣清除等處理后成為潔凈
空氣，方可進(jìn)入釆氣系統(tǒng)，以免污染電化學(xué)傳感器，造成額外的損害。 采用自然環(huán)境中的空氣作為氣源，不需要另外的高純氣體，實(shí)用方便， 有很好的經(jīng)濟(jì)性。
3. 微型真空泵和電磁控制閥都安裝在氣路基體上，旁置緩沖氣室，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單，外形緊湊。


圖l本發(fā)明電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置示意圖
圖2本發(fā)明提供的采用上述殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)
設(shè)備
其中，l-電磁閥，2-氣路基體，3-過濾器，4-微型真空泵，5-緩沖氣室， 6-空氣干燥器，7-樣氣氣路進(jìn)氣端，8-電化學(xué)傳感器殘留樣氣清除裝置，9-電 化學(xué)傳感器模塊，10-電源輸入，11-樣氣氣路排氣端，12-電子流量計(jì)，13-電 池組及充電器，14-主控板，15-開關(guān)，16-液晶顯示器。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，優(yōu)選實(shí)施例 僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例1
一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，由過濾器3、微型真空泵4、緩 沖氣室5、氣路基體2和電磁閥1組成，所述微型真空泵4和所述電磁闊1安裝 在氣路基體2上。所述電磁閥為常閉電磁閥，在電化學(xué)氣體傳感器每次測(cè)量結(jié) 束后，電磁閥打開，微型真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)過濾器3進(jìn)入微型真空泵4，由微 型真空泵4泵出的空氣進(jìn)入緩沖氣室5，所述緩沖氣室5的出口端設(shè)有減壓閥， 空氣在緩沖氣室中形成一定壓力的壓縮空氣。從所述緩沖氣室5流出的空氣， 經(jīng)電磁閥1進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，形成氣路內(nèi)與外界的壓力差， 排出氣路和氣室的樣氣，清潔氣路系統(tǒng)，保證氣路中無吸附氣體、氣室無樣氣殘留，最大限度提高電化學(xué)傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確性并相對(duì)延長(zhǎng)使用壽命。
過濾器過濾材料采用不銹鋼粉末冶金材料，過濾孔徑為微米級(jí)，能夠有效
濾除空氣中的灰塵顆粒物。
由于微型真空泵常用的都是膜片泵類型，會(huì)產(chǎn)生脈沖氣流，所以在微型真
空泵的排氣端設(shè)置緩沖氣室，消除脈沖壓力，并形成一定壓力的壓縮空氣，有
利于氣路中樣氣的排出，并減少脈沖對(duì)傳感器的損耗。
微型真空泵和電磁控制闊都安裝在氣路基體上，旁置緩沖氣室，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，
外形緊湊。
實(shí)施例2
一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，由過濾器3、微型真空泵4、緩 沖氣室5、氣路基體2、高分子膜式空氣干燥器6和電磁閥1組成，所述微型真 空泵4和所述電磁閥1安裝在氣路基體2上。所述電磁閥為常閉電磁閥，在電 化學(xué)氣體傳感器每次測(cè)量結(jié)束后，電磁閥打開，微型真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)過濾 器3進(jìn)入微型真空泵4，由微型真空泵4泵出的空氣進(jìn)入緩沖氣室5，所述緩沖 氣室5的出口端設(shè)有減壓閥，空氣在緩沖氣室中形成一定壓力的壓縮空氣。從 所述緩沖氣室5流出的空氣經(jīng)高分子膜式空氣干燥器6后，經(jīng)電磁閥1進(jìn)入電 化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，形成氣路內(nèi)與外界的壓力差，排出氣路和氣室的 樣氣，清潔氣路系統(tǒng)，清潔干燥的空氣避免了對(duì)電化學(xué)傳感器的污染。 實(shí)施例3
與實(shí)施例1基本相同，所不同之處在于，氣路基體和緩沖氣室構(gòu)成一個(gè)整體。
實(shí)施例4
一種采用本發(fā)明殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)設(shè)備，由樣氣 氣路進(jìn)氣端7、電化學(xué)傳感器模塊9、樣氣氣路排氣端11、電子流量計(jì)12、電 源輸入10、電池組及充電器13、主控板14、液晶顯示器16和由常閉電磁閥控 制與樣氣氣路進(jìn)氣端導(dǎo)通的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置8組成，所述
主控板控制所述電磁閥1的導(dǎo)通與所述微型真空泵4的運(yùn)轉(zhuǎn)。所述電化學(xué)氣體
7傳感器殘留樣氣清除裝置8與實(shí)施例1中的描述相同。
在電化學(xué)氣體傳感器檢測(cè)樣氣的過程中，電磁閥關(guān)閉，殘留樣氣清除裝置 不工作。外接電源給電池組充電后，電池組就可以給整個(gè)檢測(cè)設(shè)備供電。樣氣 由進(jìn)氣端進(jìn)入檢測(cè)設(shè)備，直接流進(jìn)后面的電化學(xué)傳感器模塊，然后經(jīng)過電子流 量計(jì)，最后從排氣端排出設(shè)備之外。
當(dāng)測(cè)量完畢后，主控板控制微型真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生壓縮空氣，同時(shí)殘留樣氣
清除裝置的電磁閥打開?？諝饨?jīng)過濾器3進(jìn)入微型真空泵4，由微型真空泵4泵 出的空氣進(jìn)入緩沖氣室5，所述緩沖氣室5的出口端設(shè)有減壓閥，空氣在緩沖氣 室中形成一定壓力的壓縮空氣。經(jīng)電磁閥1進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路， 清洗管路和電化學(xué)傳感器模塊，然后經(jīng)過電子流量計(jì)，從排氣端排出。所有的 操作過程由主控板中央控制并顯示在液晶顯示器上。 實(shí)施例5
與實(shí)施例4基本相同，所不同之處在于所述電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清 除裝置8與實(shí)施例2中的描述相同。
盡管通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改 變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其特征在于，包括過濾器、微型真空泵和電磁閥，經(jīng)過濾器過濾的空氣由微型真空泵泵出，經(jīng)電磁閥進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，所述電磁閥為常閉電磁閥。
2. 按照權(quán)利要求l所述的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其特征在于，所述由微型真空泵泵出的空氣進(jìn)入緩沖氣室，在緩沖氣室緩沖后，經(jīng)電磁閥進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路，所述緩沖氣室的出口端設(shè)有減壓閥。
3. 按照權(quán)利要求2所述的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其特征在于，從所述緩沖氣室流出的空氣經(jīng)高分子膜式干燥器后，經(jīng)電磁閥進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其特征在于，所述微型真空泵和所述電磁閥安裝在氣路基體上。
5. 按照權(quán)利要求2所述的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其特征在于，所述微型真空泵、電磁閥和所述緩沖氣室均安裝在氣路基體上。
6. 采用權(quán)利要求l所述殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括樣氣氣路進(jìn)氣端、電化學(xué)傳感器模塊、樣氣氣路排氣端、電子流量計(jì)、電源輸入、電池組及充電器、主控板、液晶顯示器和由常閉電磁閥控制與樣氣氣路進(jìn)氣端導(dǎo)通的電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，所述主控板控制所述電磁閥的導(dǎo)通與所述微型真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電化學(xué)氣體傳感器殘留樣氣清除裝置，其包括過濾器、微型真空泵、緩沖氣室和電磁閥，空氣經(jīng)過濾器過濾后，由微型真空泵泵入緩沖氣室，再經(jīng)電磁閥進(jìn)入電化學(xué)氣體傳感器檢測(cè)設(shè)備的樣氣氣路。本發(fā)明通過在電化學(xué)氣體傳感器的樣氣氣路中設(shè)置由常閉電磁閥控制導(dǎo)通的殘留樣氣清除裝置，在每次測(cè)量完畢后將清潔空氣通過微型真空泵泵入樣氣氣路中，成功的實(shí)現(xiàn)了測(cè)量完畢后氣路和氣室中樣氣的排出，保證氣路中無吸附氣體、氣室無殘留樣氣，最大限度提高了電化學(xué)傳感器的測(cè)量準(zhǔn)確性并相對(duì)延長(zhǎng)了使用壽命。本發(fā)明同時(shí)提供采用上述殘留樣氣清除裝置的電化學(xué)傳感器氣體檢測(cè)設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N27/26GK101661014SQ200910180220
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者丁五行, 群 李, 李寶明 申請(qǐng)人:丁五行