用于氢气传感器的多孔结构烧结罩及其制备方法与流程

本发明涉及传感器，尤其是与气体传感器和材料工程有关的领域特别涉及一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩及其制备方法。

背景技术：

1、在现代科技和工业应用中，氢气在众多领域中具有关键作用，例如在燃料电池、化工过程和半导体制造中。由于氢气在某些情况下可能具有易燃和爆炸性质，因此对其进行准确、高效的检测和监控至关重要。

2、传统的氢气传感器采用多种技术，例如电化学、电导和光学技术。这些传感器通常包括一个传感元件，该元件在与氢气接触时会产生可测量的物理或化学变化。为了确保传感元件与外界环境之间的有效和安全的气体交换，同时保护传感元件免受杂质和污染，经常会使用一个保护罩或筛选系统。

3、传统的保护罩设计通常采用固体材料，例如金属、塑料或陶瓷，通过微小的开孔或滤网来允许气体传递。然而，这些传统设计在某些方面存在限制和不足。首先，由于物理结构的限制，它们可能不允许气体以足够的速度和效率流过。这可能导致气体浓度的测量延迟，从而影响传感器的实时响应能力。其次，传统的罩材料可能对氢气或其他化学物质的反应性不够稳定，长时间的使用可能导致材料的腐蚀或退化。此外，这些材料可能不够坚固，容易在机械应力或热应力下损坏。

4、这些问题主要是由于传统烧结罩的结构和材料选择导致的。例如，某些传统设计可能使用较大的孔径，从而允许更大的气体流量，但这可能使得罩体在机械冲击下更加脆弱。或者，某些传统材料可能对氢气有较高的化学反应性，从而降低了烧结罩的使用寿命和可靠性。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩及其制备方法，以解决背景技术中提出的技术问题。该用于氢气传感器的多孔结构烧结罩的设计能够提供快速、有效的气体交换，同时确保高度的机械和化学稳定性。此外，新型设计还应该考虑到制造和经济性，确保它既可靠又经济高效。这样的改进将大大增强氢气传感器的性能和可靠性，从而满足现代工业和科技应用中对于高效、可靠的氢气检测的需求。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其采用的技术方案如下：

3、根据本发明的第一方面，提供一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，包括罩体，所述罩体上设置有多个小孔，所述小孔允许气体流通，但阻挡固体或液体杂质，所述罩体具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部为封闭结构，所述第二端部为中空的开口结构。

4、进一步地，所述罩体为圆柱形罩体。

5、进一步地，所述罩体长度为25～30mm，直径为10～15mm。

6、进一步地，还包括堵头，所述第一端部的厚度为1.6mm。

7、进一步地，所述开口结构是深度为5～10mm的内螺纹。

8、进一步地，所述罩体的厚度为1.5～2.0mm。

9、根据本发明的第二方面，提供一种如上所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩的制备方法，所述制备方法包括：

10、对金属粉末进行筛分，并将筛分后的金属粉末进行去油和清洗；

11、将去油和清洗后的金属粉末与粘合剂混合均匀后压制成筒状结构，并去除筒状结构中的粘合剂得到成型件；

12、对所述成型件进行预热、烧结以形成孔隙结构。

13、进一步地，在对所述成型件进行预热、烧结以形成孔隙结构之后，所述制备方法还包括：

14、利用机械加工或者化学腐蚀的方法，调整孔隙结构的孔径大小；

15、进行抛光、研磨或涂层处理，提升烧结罩的外观质感和耐腐蚀性。

16、进一步地，对所述成型件进行预热时，预热温度控制在400-600℃，预热时间控制在15～30min。

17、进一步地，对所述成型件进行预热、烧结以形成孔隙结构，包括：

18、将预热后的成型件放入烧结炉中，在控制的温度和气氛下，使金属粉末粒子之间发生扩散和结合，形成坚固的孔隙结构，烧结温度控制在1100°c至1300℃之间，烧结时间控制在15至60min。

19、本发明的有益效果是：

20、1.高度气体交换效率：通过特殊的罩体设计，氢气能够迅速地进入罩内，大大提高了气体交换效率。这是由于罩体上的微孔结构设计，允许氢气流畅而不受阻碍地穿越。这种结构确保了在氢气浓度变化时，传感器能够快速响应。

21、2.强化的机械稳定性：新型烧结罩的材料选择和结构设计确保了其具有很高的机械稳定性。特定的加固部分，如在结构图中可见的加厚边缘，提供了额外的支撑和保护，使得烧结罩在机械冲击或压力下仍然保持完整。

22、3.出色的化学稳定性：通过选择对氢气和其他化学物质具有低反应性的材料，新型烧结罩在长期使用中都表现出很高的化学稳定性。这意味着在其使用寿命期间，它不会因为氢气或其他外部化学物质的影响而退化或腐蚀。

23、4.简化的制造过程：本设计针对批量生产进行了优化，简化了制造过程，并减少了生产成本。结构图中的设计元素，如统一的微孔尺寸和简化的罩体形状，使得制造过程更为高效。

技术特征：

1.一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，包括罩体，所述罩体上设置有多个小孔，所述小孔允许气体流通，但阻挡固体或液体杂质，所述罩体具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部为封闭结构，所述第二端部为中空的开口结构。

2.如权利要求1所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，所述罩体为圆柱形罩体。

3.如权利要求1所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，所述罩体长度为25～30mm，直径为10～15mm。

4.如权利要求1所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，还包括堵头，所述第一端部的厚度为1.6mm。

5.如权利要求1所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，所述开口结构是深度为5～10mm的内螺纹。

6.如权利要求1所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩，其特征在于，所述罩体的厚度为1.5～2.0mm。

7.如权利要求1至6中任一项所述的用于氢气传感器的多孔结构烧结罩的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在对所述成型件进行预热、烧结以形成孔隙结构之后，所述制备方法还包括：

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，对所述成型件进行预热时，预热温度控制在400-600℃，预热时间控制在15～30min。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，对所述成型件进行预热、烧结以形成孔隙结构，包括：

技术总结
本发明公开一种用于氢气传感器的多孔结构烧结罩及其制备方法，其中多孔结构烧结罩包括罩体，所述罩体上设置有多个小孔，所述小孔允许气体流通，但阻挡固体或液体杂质，所述罩体具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部为封闭结构，所述第二端部为中空的开口结构。该多孔结构烧结罩具备高度的气体交换效率，使得氢气能够迅速且准确地通过罩体，实现了短的响应时间和实时检测的精确性。

技术研发人员：王远西,李罗申辉,王鼎,马文岱
受保护的技术使用者：上海和璞电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25