專利名稱：催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器制造領(lǐng)域，特別涉及到一種催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法。
背景技術(shù)：
氣體傳感器涉及的種類及敏感機(jī)理很多，其中催化式氣體傳感器是氣體傳感器家族中，以線性輸出、定量標(biāo)定、精度高等特點(diǎn)，成為應(yīng)用最為廣泛一類氣體傳感器。半導(dǎo)體式原理氣體傳感器是可燃性氣體傳感器家族中，應(yīng)用最為廣泛一類傳感器。催化式氣體傳感器存在以下問題，并影響其性能及應(yīng)用。(1)傳統(tǒng)催化式傳感器標(biāo)校期較短。一般情況，煤礦用催化式瓦斯氣體傳感器需要7天一標(biāo)校，化工危險(xiǎn)環(huán)境用催化式氣體傳感器6個(gè)月一標(biāo)校，民用場所用催化式氣體傳感器12個(gè)月一標(biāo)校。這其中因催化式傳感器零點(diǎn)輸出漂移而需標(biāo)校的產(chǎn)品占有60%以上的比例。( 傳統(tǒng)催化式傳感器輸出零點(diǎn)只能靠實(shí)驗(yàn)室標(biāo)校調(diào)整，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自校準(zhǔn)零點(diǎn)。( 傳統(tǒng)催化式傳感器零點(diǎn)受環(huán)境溫度、濕度、氣氛干擾較大，只能采取多種傳感器一起使用才能進(jìn)行補(bǔ)償而消除環(huán)境干擾，多傳感器應(yīng)用不但大大提高產(chǎn)品成本，而且給應(yīng)用帶來繁瑣和困難。采用化學(xué)共沉淀方法制備納米復(fù)合敏感材料，制作出對(duì)液化石油氣(天然液化氣、氫氣、有機(jī)氣)滿量程小于體積分?jǐn)?shù)10Χ10_6ν/ν的氣敏元件。將其與催化式氣體傳感器集成，利用催化式氣體傳感器檢測最低限(體積分?jǐn)?shù)100Χ10_6ν/ν)遠(yuǎn)高于此氣敏元件的滿量程特點(diǎn)，可以認(rèn)為當(dāng)氣敏元件檢測限低于滿量程時(shí)，認(rèn)為環(huán)境被測氣體濃度接近零，這時(shí)通過催化式氣體傳感器調(diào)理電路自動(dòng)調(diào)整傳感器零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校功能。本發(fā)明方法的有益效果是，可以實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自校準(zhǔn)。這種利用低量程敏感元件的輸出特性來修正催化式氣體傳感器零點(diǎn)參數(shù)，解決了傳統(tǒng)催化式氣體傳感器零點(diǎn)存在的漂移問題，使催化式氣體傳感器具有抗環(huán)境干擾能力，延長了催化式氣體傳感器的標(biāo)校周期，提高了傳感器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)催化傳感器存在的以下問題(1)傳統(tǒng)催化式傳感器標(biāo)校期較短( 傳統(tǒng)催化式傳感器輸出零點(diǎn)只能靠實(shí)驗(yàn)室標(biāo)校調(diào)整，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自校準(zhǔn)零點(diǎn)。(3)傳統(tǒng)催化式傳感器零點(diǎn)受環(huán)境溫度、濕度、氣氛干擾較大，只能采取多種傳感器一起使用才能進(jìn)行補(bǔ)償而消除環(huán)境干擾。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的a、采用化學(xué)共沉淀方法制備納米二氧化錫、五氧化二銻和氧化鈰復(fù)合敏感材料， 材料經(jīng)陳化、離心固液分離、去離子洗滌、有機(jī)溶劑脫水、真空烘干、熱處理后形成敏感材料。b、利用有機(jī)粘結(jié)劑(或硝酸錫溶液)將敏感材料調(diào)制成漿料。
C、利用繞線技術(shù)，將鉬絲繞成線圈，并懸空焊接到標(biāo)準(zhǔn)兩腳管座上。d、利用牙簽等將敏感漿料涂敷到線圈上，線圈通電加熱使?jié){料燒制成有一定強(qiáng)度的小球。e、管座經(jīng)過儲(chǔ)能焊封上帶有孔的管殼，制作出對(duì)氣敏元件。f、將所制氣敏元件與催化式氣體傳感器集成，利用催化式氣體傳感器檢測最低限遠(yuǎn)高于此氣敏元件的滿量程特征，當(dāng)氣敏元件檢測限低于滿量程時(shí)，認(rèn)為環(huán)境被測氣體濃度接近零，這時(shí)通過催化式氣體傳感器調(diào)理電路的單片機(jī)調(diào)整傳感器零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校功能。本發(fā)明還可以包括這樣一些特征1、所制作的復(fù)合敏感材料電阻率要較低，制作出阻值在10士5歐姆左右。2、所述的有機(jī)粘結(jié)劑可以是甘油、松油醇、乙二醇等有機(jī)溶劑。3、所述的鉬絲直徑為0. 018mm士0. 02mm,繞成線圈的直徑0. 2mm士0. Imm,阻值 10 士 5歐姆左右。4、所述的氣敏元件對(duì)液化石油氣(天然液化氣、氫氣、有機(jī)氣)滿量程小于體積分?jǐn)?shù) 10Χ10Λ/νο5、所述的催化式氣體傳感器檢測最低限大于體積分?jǐn)?shù)50X 10_6v/V。


圖1低量程氣敏元件傳感器制備工藝流程2低量程氣敏元件結(jié)構(gòu)示意3敏感元件與催化式氣體傳感器集成示意圖
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，表示低量程氣敏元件傳感器制備工藝流程圖，該流程概括起來有以下工藝步驟組成制備納米復(fù)合材料-陳化-固液分離-洗滌-脫水-烘干-熱處理-漿料-繞線圈-焊接-涂敷-加熱-封管殼-與催化式氣體傳感器集成-零點(diǎn)自調(diào)校。各工步之間的制造方法可以根據(jù)具體要求進(jìn)行組合。
具體實(shí)施方式
如下a、采用化學(xué)共沉淀方法制備納米半導(dǎo)體二氧化錫、五氧化二銻和氧化鈰復(fù)合敏感材料，材料經(jīng)陳化、離心固液分離、去離子洗滌、有機(jī)溶劑脫水、真空烘干、熱處理后形成較低電阻率的敏感材料，當(dāng)敏感材料形成直徑1. Omm的球形體時(shí)，阻值為10士5歐姆左右。b、利用甘油、松油醇、乙二醇等有機(jī)粘結(jié)劑(或硝酸錫溶液)將敏感材料調(diào)制成漿料。C、利用繞線技術(shù)，將直徑為0. 018mm士0. 02mm的鉬絲繞成直徑0. 2mm士0. Imm的線
圈，阻值10 士 5歐姆左右，并懸空焊接到標(biāo)準(zhǔn)兩腳管座上。d、利用牙簽等將敏感漿料涂敷到線圈上，線圈通電加熱使?jié){料燒制成有一定強(qiáng)度的小球。e、管座經(jīng)過儲(chǔ)能焊封上帶有孔的管殼，制作出滿量程小于體積分?jǐn)?shù)IOX 10_6v/V 的氣敏元件。
f、將所制氣敏元件與催化式氣體傳感器集成，利用催化式氣體傳感器檢測最低限 50X10_6v/V遠(yuǎn)高于此氣敏元件的滿量程特征，當(dāng)氣敏元件檢測限低于滿量程時(shí)，認(rèn)為環(huán)境被測氣體濃度接近零，這時(shí)通過催化式氣體傳感器調(diào)理電路的單片機(jī)調(diào)整傳感器零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校功能。
權(quán)利要求
1.催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法，其主要特征是a、采用化學(xué)共沉淀方法制備納米半導(dǎo)體二氧化錫、五氧化二銻和氧化鈰復(fù)合敏感材料，材料經(jīng)陳化、離心固液分離、去離子洗滌、有機(jī)溶劑脫水、真空烘干、熱處理后形成較低電阻率的敏感材料，當(dāng)敏感材料形成直徑1. Omm的球形體時(shí)，阻值為10士5歐姆左右。b、利用甘油、松油醇、乙二醇等有機(jī)粘結(jié)劑(或硝酸錫溶液)將敏感材料調(diào)制成漿料。c、利用繞線技術(shù)，將直徑為0.018mm士0. 02mm的鉬絲繞成直徑0. 2mm士0. Imm的線圈， 阻值10 士 5歐姆左右，并懸空焊接到標(biāo)準(zhǔn)兩腳管座上。d、利用牙簽等將敏感漿料涂敷到線圈上，線圈通電加熱使?jié){料燒制成有一定強(qiáng)度的小球。e、管座經(jīng)過儲(chǔ)能焊封上帶有孔的管殼，制作出滿量程小于體積分?jǐn)?shù)10X10_6v/V的氣敏元件。f、將所制氣敏元件與催化式氣體傳感器集成，利用催化式氣體傳感器檢測最低限 50X10_6v/V遠(yuǎn)高于此氣敏元件的滿量程特征，當(dāng)氣敏元件檢測限低于滿量程時(shí)，認(rèn)為環(huán)境被測氣體濃度接近零，這時(shí)通過催化式氣體傳感器調(diào)理電路的單片機(jī)調(diào)整傳感器零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法，其特征是敏感元件與催化傳感器集成，即可放置在一個(gè)殼體內(nèi)，也可分別放置在同一環(huán)境的不同的管殼內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法，其特征是敏感元件的檢測上限應(yīng)低于催化傳感器的檢測下限。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校方法。采用化學(xué)共沉淀方法制備納米半導(dǎo)體二氧化錫、五氧化二銻和氧化鈰復(fù)合敏感材料，材料經(jīng)陳化、離心固液分離、去離子洗滌、有機(jī)溶劑脫水、真空烘干、熱處理后形成敏感材料，利用甘油將敏感材料調(diào)制成漿料。利用繞線技術(shù)，將直徑為0.018mm繞成直徑0.2mm的線圈，并懸空焊接到標(biāo)準(zhǔn)兩腳管座上。將敏感漿料涂敷到線圈上，線圈通電加熱使?jié){料燒制成有一定強(qiáng)度的小球，管座經(jīng)過儲(chǔ)能焊封上帶有孔的管殼，制作出對(duì)液化石油氣(天然液化氣、氫氣、有機(jī)氣)滿量程小于體積分?jǐn)?shù)10×10-6v/V的氣敏元件。將其與催化式氣體傳感器集成，利用催化式氣體傳感器檢測最低限(體積分?jǐn)?shù)50×10-6v/V)遠(yuǎn)高于此氣敏元件的滿量程特點(diǎn)，可以認(rèn)為當(dāng)氣敏元件檢測限低于滿量程時(shí)，認(rèn)為環(huán)境被測氣體濃度接近零，這時(shí)通過催化式氣體傳感器調(diào)理電路的單片機(jī)調(diào)整傳感器零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)催化式氣體傳感器零點(diǎn)自調(diào)校功能，本發(fā)明解決了催化式氣體傳感器長期使用零點(diǎn)漂移問題，實(shí)現(xiàn)了催化氣體傳感器自校準(zhǔn)功能，延長了催化式氣體傳感器的標(biāo)校周期，提高了傳感器的使用壽命。
文檔編號(hào)G01N27/16GK102235989SQ201010162289
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者丁喜波, 修德斌, 劉曉波, 孫麗美, 張強(qiáng), 張洪泉 申請(qǐng)人:哈爾濱佳啟科技開發(fā)有限公司