1.本实用新型属于气体测量领域,具体涉及一种适用于寒冷环境的传感器检测模组。
背景技术:2.众所周知,电化学传感器在低温下反应速率下降,因此使用此类传感器的便携式仪器仪表设备在高海拔严寒地区无法正常工作,增加保温和加热功能可以很好的解决此类传感器在高海拔严寒地带的使用问题,还需要尽可能的降低功耗和设备体积。若传感器为微量氧传感器时,暴露在空气中或测量完毕吹扫不彻底,会大大缩短其使用寿命,甚至造成永久性损坏。
3.不独电化学传感器在低温寒冷环境的反应性能受到影响,半导体行业的mems传感器也有类似的影响。
技术实现要素:4.为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种适用于寒冷环境的传感器检测模组。
5.本实用新型所采取的技术方案是,适用于寒冷环境的传感器检测模组,包括检测芯模组和模组外壳;
6.检测芯模组包括支撑架和安装在支撑架上的舵机、联轴器、四通阀、mcu控制板、信号处理板,以及气室、传感器和导热筒、加热贴和温度开关;
7.支撑架左右设两个竖板,右竖板上固定有横板,沿左右水平方向,四通阀的阀轴向左架设在右竖板上,舵机的转轴向右架设在左竖板上,舵机的转轴和四通阀的阀轴之间设联轴器,横板位于联轴器上方,横板上方架设两层电路板,mcu控制板和信号处理板;
8.四通阀的右侧设气室,四通阀的第一接口和第二接口分别为进气口和出气口,第三接口和第四接口之间串联气室,传感器的感应面向左与气室连通,导热筒环套在传感器外,导热筒外设加热贴和温度开关;
9.传感器输出连接到信号处理板的输入输出接口,加热贴控制线路中串联温度开关后连接到mcu控制板的输入输出接口,舵机控制线也连接mcu控制板的输出接口;
10.四通阀为两位四通阀,有四个接口,第一接口和第二接口,第三接口和第四接口,其有两种工作状态,状态一时,第一接口和第二接口内部连通,第三接口和第四接口内部连通,气体从进气口进从出气口出,气室不开通,状态二时,第一接口和第三接口内部连通,第二接口和第四接口内部连通,气体从进气口进入,流经气室再从出气口排出,气室开通;
11.模组外壳包括上盖和底座,支撑架设置在底座上;
12.上盖和底座之间以及加热贴外围的空间填充保温材料。
13.四通阀内部第三接口和第四接口之间串接有保护剂腔室。
14.传感器包括但不限于电化学类型或半导体mems传感器类。
15.测试时,mcu控制板和信号处理板控制舵机转动90
°
带动四通阀使其工作在状态二,待测气体从进气口进入四通阀,流经气室,再从出气口排出。测试过程中,如环境温度过低,mcu控制板和信号处理板控制加热贴加热,加热温度达到温度开关的触发温度后,温度开关断开,加热贴停止加热,加热贴外围的保温材料起保温作用,减缓温度散失,保证传感器和部分气路温度稳定。
16.测试结束后,为使传感器不与空气长时间接触,mcu控制板和信号处理板控制舵机反向转动90
°
,带动四通阀使其工作在状态一,进气口和出气口直接连通,第三接口和第四接口内部连通。若传感器为微量氧传感器时,第三接口和第四接口内部之间串接钯触媒催化剂腔室,则钯触媒催化剂腔室和气室形成封闭空间并连通,可除去气室内残留氧气,不仅延长传感器使用寿命,也大大缩短下次的零点吹扫时间,实现微量氧含量(气体中 《1%)的快速检测功能。
17.本实用新型具有加热和保温功能,提高温度适应性,适用于寒冷环境;使用舵机与四通阀控制气路通断,相比通用的电磁阀控制,降低功耗。微量氧传感器时,测试完毕自动除氧,有效延长氧气传感器使用寿命,缩短零点吹扫时间。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
19.图1中,1-上盖,2-控制板,3-长铜螺柱,4-信号处理板,5-短铜螺柱,6-支撑架,7-舵机,8-联轴器,9-底座,10-四通阀,11-传感器,12-导热筒,13-加热贴,14-温度开关,15-气室,16-进气口,17-出气口,18-竖板,19-横板。
具体实施方式
20.适用于寒冷环境的传感器检测模组,包括检测芯模组和模组外壳;
21.检测芯模组包括支撑架6和安装在支撑架6上的舵机7、联轴器8、四通阀10、mcu控制板2、信号处理板4,以及气室15、传感器11和导热筒12、加热贴13和温度开关14;
22.支撑架6左右设两个竖板18,右竖板18上固定有横板19,沿左右水平方向,四通阀10的阀轴向左架设在右竖板18上,舵机7的转轴向右架设在左竖板18上,舵机7的转轴和四通阀10的阀轴之间设联轴器8,横板19位于联轴器8上方,横板19上方架设两层电路板,mcu控制板2和信号处理板4;
23.四通阀10的右侧设气室15,四通阀10的第一接口和第二接口分别为进气口16和出气口17,第三接口和第四接口之间串联气室15,传感器11的感应面向左与气室15连通,导热筒12环套在传感器11外,导热筒12外设加热贴13和温度开关14;
24.传感器11输出连接到信号处理板4的输入输出接口,加热贴13控制线路中串联温度开关14后连接到mcu控制板2的输入输出接口,舵机7控制线也连接mcu控制板2的输出接口;
25.四通阀10为两位四通阀,有四个接口,第一接口和第二接口,第三接口和第四接口,其有两种工作状态,状态一时,第一接口和第二接口内部连通,第三接口和第四接口内部连通,气体从进气口16进从出气口17出,气室15不开通,状态二时,第一接口和第三接口内部连通,第二接口和第四接口内部连通,气体从进气口16进入,流经气室15再从出气口17
排出,气室15开通;
26.模组外壳包括上盖1和底座9,支撑架6设置在底座9上;
27.上盖1和底座9之间以及加热贴13外围的空间填充保温材料。
28.四通阀10内部第三接口和第四接口之间串接有保护剂腔室。
29.传感器11包括但不限于电化学类或半导体mems传感器类。
30.测试时,mcu控制板2和信号处理板4控制舵机7转动90
°
带动四通阀10使其工作在状态二,待测气体从进气口16进入四通阀10,流经气室15,再从出气口17排出。测试过程中,如环境温度过低,mcu控制板2和信号处理板4控制加热贴13加热,加热温度达到温度开关14的触发温度后,温度开关14断开,加热贴13停止加热,加热贴13外围的保温材料起保温作用,减缓温度散失,保证传感器11和部分气路温度稳定。
31.测试结束后,为使传感器11不与空气长时间接触,mcu控制板2和信号处理板4控制舵机7反向转动90
°
,带动四通阀10使其工作在状态一,进气口16和出气口17直接连通,第三接口和第四接口内部连通。若传感器11为微量氧传感器时,第三接口和第四接口内部之间串接钯触媒催化剂腔室,则钯触媒催化剂腔室和气室15形成封闭空间并连通,可除去气室15内残留氧气,不仅延长传感器11使用寿命,也大大缩短下次的零点吹扫时间,实现微量氧含量(气体中 《1%)的快速检测功能。
32.用mcu控制板2和信号处理板4来采集处理信号、控制加热和零部件动作,为本技术领域常规技术手段,在此不做赘述。
33.本实用新型具有加热和保温功能,提高温度适应性,适用于寒冷环境;使用舵机7与四通阀10控制气路通断,相比通用的电磁阀控制,降低功耗。微量氧传感器时,测试完毕自动除氧,有效延长氧气传感器使用寿命,缩短零点吹扫时间,适用于便携式仪器仪表。
34.对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。