专利名称：气电转换机构用气体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及变压器及其它充油电气设备油中溶解气体在线监测诊断装置中气电转换机构用传感器的制作方法。
目前对变压器油中的六种溶解气体H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6检测用的气体传感器中，除了检测CO气体传感器的选择性和灵敏度尚能满足电力系统要求外，其余五种气体的气体传感器的选择性和灵敏度低，分辨困难，不能满足电力系统的气体检测要求。
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种气电转换机构用气体传感器的制作方法，使气体传感器容易分辨变压器油中的各种溶解气体，提高传感器检测溶解气体的灵敏度，保证被测气体的浓度准确性。
为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是1.按气体恒温分离机构流出的混合气体，对应地将检测这些气体的传感器分组；2.第一组气体传感器的制作方法如下第一支气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的将金属氧化锡粉末和磨粹的金属银粉末按SnO2∶Ag＝49-51∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，绝缘基片长2-5mm，宽2-5mm，厚0.2-0.5mm，其涂层厚度为5-7μm，室温放置12-36小时后制成的金属氧化物元件，检测第一组气体组分中的H2。
第二支气体传感器是以固体电解质气敏传感器的原理制成的，在现有技术中已有报导，检测第一组气体组分中的CO。
第三支气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的将金属氧化锌粉末和磨碎的金属铂粉末按ZnO∶Pt＝49-51∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，其涂层厚度为5-7μm，绝缘基片同第一支传感器，室温放置12-36小时后制成的金属氧化物元件，检测第一组气体组分中的CH4。
3.第二组气体传感器的制作方法如下第一、三支气体传感器的制作方法与第一组气体传感器中的第一、三支气体传感器制作方法相同，分别检测第二组气体组分中的C2H4和C2H6气体。第二支气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的；将金属氧化锌粉末、氧化钼、氧化钒及金属Ag磨碎的粉末按ZnO∶M0O3∶V2O5∶Ag＝49-51∶0.1-0.25∶1-2.5∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，其涂层厚度5-7μm，室温放置12-36小时后制成的半导体元件，检测第二组气体组分中的C2H2。
本发明的技术效果对被测气体具有极大的选择性。在溶解气体在线监测诊断装置中，当变压器油中的溶解气体经油气分离单元后为H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6六种气体的混合体，这六种混合气体再经恒温分离机构进入气电转换机构的检测室后，则分离成二组气体组分，先流出第一组气体组分为H2、CO、CH4的混合体，再流出第二组气体组分为C2H4、C2H2、C2H6的混合体。如何把每组混合气体组分中的每一种气体有选择地检测出来，通过这些气体各自在混合气体中的浓度含量，自动判断变压器的潜在故障，把气体信号转换成电信号，通过现有气体传感器把六种混合气体分别检测出来十分困难。研究何种物质对被测气体的选择性反应至关重要。
按本发明的技术方案对气体传感器作处理。第一组传感器中的第一支传感器，对H2、C2H4的选择反应极高，而对CO、CH4、C2H6、C2H2几乎无反应；对该组中第二支气体传感器，在接触CO气体时产生很大的电势变化，而对H2、CH4几乎无变化；该组中第三支气体传感器对CH4、C2H6具有极好的选择性反应，而对H2、CO、C2H2、C2H4几乎无反应。第二组传感器中的第二支传感器对C2H2气体具有极大的选择性反应，而对C2H4、C2H6气体几乎无反应。
本发明检测气体灵敏度高，其中C2H2气体的检测灵敏度为1ppm，检测精度±10％，H2、CH4、C2H4、C2H6气体的检测灵敏度10ppm，精度±10％，CO的检测灵敏度为25ppm，检测精度为±10％。稳定性好，传感器连续带电工作10小时，同种气体浓度反应值偏差不超过±10％。工作寿命长，连续带电工作一年，性能基本不变。
本发明可同时检测H2、CO、CH4、C2H4、C2H2、C2H6六种气体，也可同时检测其中一种或其中二种或其中三种或其中四种或其中五种气体。
实施例对第一组气体传感器中的第一支气体传感器，按重量比例SnO2∶Ag＝50∶1，50∶1.5，50∶2，50∶2.5均满足要求，其中SnO2∶Ag＝50∶2时制成的气体传感器选择性及灵敏度最高，在1000℃±50℃熔化配制后的混合物粉末成浆状，高温涂抹于整个聚四氟乙烯基片上，其涂层厚5μm、6μm、7μm均可，最佳厚度为6μm，室温放置24小时后制成检测H2或C2H4的传感器。
对第一组气体传感器中的第三支气体传感器，按重量比例ZnO∶Pt＝50∶1，50∶1.5，50∶2，50∶2.5均满足要求，其中ZnO∶Pt＝50∶2时制成的气体传感器选择性及灵敏度最高；在1000℃±50℃熔化配制后的混合物粉末成浆状，高温涂抹于整个聚四氟乙烯基片上，涂层厚5μm、6μm、7μm均可，最佳厚度为6μm，室温放置24小时后制成检测CH4或C2H6的传感器。
对第二组气体传感器中的第二支传感器，按重量比例ZnO∶MoO3∶V2O5∶Ag＝50∶0.1∶1∶1，50∶0.15∶1.5∶1.5，50∶0.2∶2∶2，50∶0.25∶2.5∶2.5配制均满足要求，其中最佳重量配制比例为ZnO∶M0O3∶V2O5∶Ag＝50∶0.2∶2∶2时制成的气体传感器选择性及灵敏度最高，混合均匀，在1000℃±50℃高温熔化成浆状，高温涂抹于整个聚四氟乙烯基片上，其涂层厚5μm、6μm、7μm，最佳厚度为6μm，室温放置24小时后制成检测C2H2的传感器。
权利要求
1.一种气电转换机构用气体传感器的制作方法，包括检测CO的传感器的制作方法，其特征在于(1)、按气体恒温分离机构流出的混合气体，对应地将检测这些气体的传感器分组；(2)、检测H2或C2H4气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的；将金属氧化锡粉末和磨粹的金属银粉末按SnO2∶Ag＝49-51∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，其涂层厚度为5-7μm，室温放置12-36小时。(3)、检测CH4或C2H6气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的；将金属氧化锌粉末和磨碎的金属铂粉末按ZnO∶Pt＝49-51∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，其涂层厚度为5-7μm，室温放置12-36小时。(4)检测C2H2气体传感器是以电阻变化的半导体气敏传感器的原理制成的；将金属氧化锌粉末和金属氧化钼、氧化钒及金属Ag磨碎的粉末按ZnO∶M0O3∶V2O5∶Ag＝49-51∶0.1-0.25∶1-2.5∶1-2.5重量比例混合均匀，在900℃-1100℃熔化，调制成浆料，高温均匀地涂抹在该传感器的整个绝缘基片上，其涂层厚度5-7μm，室温放置12-36小时。
2.根据权利要求1所述的气电转换机构用气体传感器的制作方法，其特征在于在检测H2气体所用的传感器的绝缘基片上的涂层物质的最佳重量配制比例为SnO2∶Ag＝50∶2，混匀后的熔化温度为1000℃±50℃，其涂层最佳厚度为6μm，室温放置24小时。
3.根据权利要求1所述的气电转换机构用气体传感器的制作方法，其特征在于在检测CH4气体所用的传感器的绝缘基片上的涂层物质的最佳重量配制比例为ZnO∶Pt＝50∶2，混匀后的熔化温度为1000℃±50℃，其涂层最佳厚度为6μm，室温放置24小时。
4.根据权利要求1所述的气电转换机构用气体传感器的制作方法，其特征在于在检测C2H2气体所用的传感器的绝缘基片上的涂层物质的最佳重量配制比例为ZnO∶M0O3∶V2O5∶Ag＝50∶0.2∶2∶2，混匀后的熔化温度为1000℃±50℃，其涂层最佳厚度为6μm，室温放置24小时。
全文摘要
一种气电转换机构用气体传感器的制作方法,涉及变压器及其它充油电气设备油中溶解气体在线监测诊断装置中气电转换机构用气体传感器的制作方法。该方法包括按气体恒温分离机构流出的混合气体,对应地将检测这些气体的传感器分组,分别在被检测气体的传感器上,涂经配制混合熔化后的浆料,将这些传感器室温冷却而制成。本发明对被测气体具有极好的选择性和灵敏度,检测精度高,稳定性好,使用寿命长。
文档编号G01N27/04GK1264833SQ0011275
公开日2000年8月30日 申请日期2000年3月10日 优先权日2000年3月10日
发明者陈伟根, 孙才新, 廖瑞金, 李剑, 杜林 , 唐炬, 周泉, 陈明英 申请人:重庆大学