專利名稱：同基座多件復(fù)式氣體傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種改進(jìn)的氣體傳感器，適用于需要對氣體進(jìn)行檢測、監(jiān)控、傳感的系統(tǒng)，特別適用于需要阻抗調(diào)節(jié)、溫度自動跟隨補(bǔ)償、抗干撓、選擇性要求高等復(fù)合特性的氣體傳感的場合。
現(xiàn)有的氣體傳感器主要由基座、基體、電加熱源、電加熱源電極、基體上的涂敷電極、基體與涂敷電極上的敏感體、敏感體的信號電極、涂敷電極與信號電極可靠電連接的金屬導(dǎo)電絲和外罩組成。當(dāng)被測氣體遇到敏感體時，敏感體的電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，即氣敏響應(yīng)呈電阻特征，從而通過信號電極將這一響應(yīng)變化引出。由于每一氣體傳感器中敏感體的初始阻值在某一溫度下是一相對固定的值，這一固定值很難滿足各種電路匹配的要求；又由于溫度對氣體傳感器敏感體的電阻值形成共模噪聲，而且這種影響是非線性的，這種非線性的溫度對電阻值的影響難以用外電路來進(jìn)行一致的跟隨補(bǔ)償；普通氣體傳感器還難以消除對一些不需要氣體的氣敏干撓。目前，僅靠氣敏材料本身的改進(jìn)，還難以具備對眾多氣體都有效敏感的廣譜型敏感功能，又難以消除對一些不需要氣體產(chǎn)生的敏感信號。
本實用新型的目的就是要設(shè)計出一種新型的氣體傳感器，它不僅具有普通氣體傳感器的功能，而且敏感體的阻值制成抽頭可調(diào)節(jié)；并可利用自身結(jié)構(gòu)給出溫度自動跟隨補(bǔ)償信號；還可消除對一些不需要氣體的氣敏干撓信號；也可制成具有對許多氣體都有效敏感的功能；對某些需要氣體的敏感信號可通過結(jié)構(gòu)加強(qiáng)輸出，或形成補(bǔ)償，從而增加了選擇性。
本實用新型是以如下方式完成的在基體上制備一個以上獨立的敏感體，因而，引出的敏感體的獨立信號電極不少于三個；制備在同一基體上的敏感體，可用絕緣密封材料將其中一部分封閉起來不感受氣體，此外基體上的敏感體可以彼此相串聯(lián)或并聯(lián)，制備的材料可以不相同；基體可以采用有孔形式或者無孔形式，當(dāng)采用有孔形式時，孔內(nèi)放置加熱源，當(dāng)采用無孔形式時，一面放置加熱源，另一面制備涂敷電極和敏感體。
該實用新型在同一基座上構(gòu)成一個以上氣敏件或在同一基體上用相同材料制備的兩個或多個相互串聯(lián)的敏感體，相當(dāng)于同一敏感體按一定阻值抽頭，這種結(jié)構(gòu)的氣體傳感器具有阻值抽頭可調(diào)節(jié)的功能。同時在相同基體上用相同材料制備的兩個相串聯(lián)的或分離的幾何尺寸和物理性能都相同的敏感體，將其中一個敏感體封閉起來，使之與外界氣體隔離，但與未封閉的另一個敏感體感受同樣溫度，這種結(jié)構(gòu)能給出溫度自動跟隨補(bǔ)償信號，一但兩個信號(一個來自封閉的敏感體，另一個來自未封閉的敏感體)輸入共模、差模電路中，就可得到極佳的溫度補(bǔ)償效果，由于同一基座上有多件結(jié)構(gòu)，包括同基體和不同基體的多件結(jié)構(gòu)，即可以制備多個敏感體部件，因而可輸出對多種氣體成份敏感的，且相互獨立的多個氣敏信號，擴(kuò)大了氣敏范圍；某些相同氣體的敏感信號可用來相互加強(qiáng)而提高了該傳感器對該氣體的選擇性；某些信號用來相互抵銷而提高了對某些氣體的抗干撓性；某些信號用作補(bǔ)償而提高了該傳感器的穩(wěn)定性和可靠性；這種同基座多件結(jié)構(gòu)的氣體傳感器由于能輸出許多種類的信號，將這些信號輸入給外電路能合成各種富于實用的傳感信號，滿足應(yīng)用上的需要。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實用新型的一種中間有孔的柱體式基體的具體結(jié)構(gòu)，沿柱體中心線的A－A方向(參看圖2)，且垂直于基座平面的剖面圖。
圖2為本實用新型圖1中的柱體式基體及其上的涂敷電極和金屬導(dǎo)電絲的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實用新型非柱體式基體的具體結(jié)構(gòu)圖。
實施例一參照圖1和圖2，在一個圓形的膠木基座〔10〕上安裝了加熱源〔24〕的兩個電極〔1，9〕和敏感體〔14、17、20、28、32〕的信號電極〔2、3、4、5、6、7、8〕。電極〔1、2、3、4、5、6、7、8、9〕是直徑為0.8毫米的銅絲。在電極〔1、2、3、4、5、6、7、8、9〕上固定一個直徑為3mm的圓筒型的瓷管基體〔25〕，孔內(nèi)穿有一根直徑為0.1mm電阻值為40Ω的鎳鉻絲加熱源〔24〕?；w〔25〕的外表面用低阻高溫金漿制備了梳狀涂敷電極〔12、15、18、22、26、29、33〕，在厚約5μ的涂敷電極的圓環(huán)上各繞有一根直徑為0.05mm的鉑絲制成的金屬導(dǎo)電絲〔13、16、19、23、27、30、34〕，與涂敷電極達(dá)到良好的電接觸。金屬導(dǎo)電絲〔13、16、19、23、27、30、34〕各自兩個端頭焊到相應(yīng)的信號電極〔8、7、6、5、4、3、2〕上，達(dá)到良好電接觸。在基體〔25〕上對應(yīng)于涂敷電極〔12、15、18、22〕及其相應(yīng)的金屬導(dǎo)電絲〔13、16、19、23〕之間，用ZnSnO加SnO、Sio、Sr、Rb、W、Fe、Zn、As、Pt等處理后的材料制備上相互串聯(lián)的敏感體〔14、17、20〕；在同一基體〔25〕上對應(yīng)于涂敷電極〔26、29、33〕及其相應(yīng)的金屬導(dǎo)電絲〔27、30、34〕之間，用SnO參有Mgo、Pto、Cao等處理后的材料制備上相互串聯(lián)的另一類敏感體〔28、32〕。涂敷電極為梳狀相互交叉式，但不能互相短路。在敏感體〔32〕與另一敏感體〔20〕的外面分別被一層封閉材料〔31〕與〔21〕封閉起來，不能感受外界氣體，該封閉材料〔31、21〕為硅膠。敏感體〔14〕與〔17〕與〔20〕相互串聯(lián)，敏感體〔28〕與〔32〕相互串聯(lián)；敏感體〔14、17、20〕與敏感體〔28、32〕彼此不相連。整個基體〔25〕及其上面的敏感體和封閉材料被一金屬網(wǎng)制成的外罩〔11〕罩住。
實施例二參照圖3，在一個長方形的膠木基座〔67〕上安裝了加熱源〔66、56〕的電極〔41、53〕，以及敏感體〔58、59、61、63、47〕的信號電極〔51、50、48、44、45、43、42〕。在電極〔41、42、43、44、45、48、50、51、53〕上固定一個長方形的陶瓷基體〔60〕，在基體〔60〕的上平面，用涂金漿制備上涂敷電極〔52、54、55、62、49、64、65〕，涂敷電極〔46〕與〔64〕為同電極。在各涂敷電極與相對應(yīng)的信號電極之間用一鉑絲制成的金屬導(dǎo)電絲相連接，達(dá)到良好電接觸(圖中未畫出)。在基體〔60〕上的涂敷電極〔52、54、55〕之間用Zn、SnO加SnCl、SiO、Sr、Rb、W、Fe、Zn、As、Pt等處理后的材料制備上相互串聯(lián)的敏感體〔59、58〕。在基體〔60〕上的涂敷電極〔62、49、64、65〕之間用SnO參有MgO、Pto、PbO、Cao等處理后的材料制備上相互串聯(lián)的敏感體〔61、47、63〕。敏感體〔58〕外用封閉材料〔57〕封閉起來，封閉材料為透明的聚四氟乙烯，還可將涂敷電極〔62〕與〔65〕用 金屬導(dǎo)電絲連接起來達(dá)到良好電接觸，使敏感體〔61〕與〔47〕并聯(lián)；也可將傳感器的信號電極〔43〕與〔44〕短接，使敏感體〔61〕與〔47〕并聯(lián)，最后用一金屬網(wǎng)制成的外罩(圖中未畫出)將基體〔60〕及其上的部件罩在基座〔67〕與外罩之間。
權(quán)利要求1.一個由基座[10]、基體[25]、電加熱源[24]、電加熱源電極[1、9]、基體[25]上涂敷電極[12、15]、基體[25]與涂敷電極[12、15]上的敏感體[14]、敏感體的信號電極[7、8]、涂敷電極[12、15]與信號電極可靠電連接的金屬導(dǎo)電絲[13、16]、外罩[11]組成的氣體傳感器，其特征是在基體[25]上制備一個以上獨立的敏感體[14、17、20、28、32]，因而引出的敏感體的獨立信號電極[2、3、4、5、6、7、8]不少于三個。
2.按權(quán)利要求1所述的氣體傳感器，其特征是制備在同一基體〔25〕上的敏感體〔14、17、20、28、32〕，可用絕緣密封材料將其中一部分〔20、32〕封閉起來不感受氣體。
3.按權(quán)利要求1或2所述的氣體傳感器，其特征是在基體〔25〕上的敏感體〔14、17、20、28、32〕可以彼此相串聯(lián)或并聯(lián)，制備的材料可以不相同。
4.按權(quán)利要求1或2或3所述的氣體傳感器，其特征是基體〔25〕可以采用有孔形式或者無孔形式，當(dāng)采用有孔形式時，孔內(nèi)放置加熱源〔24〕，當(dāng)采用無孔形式時，一面放置加熱源〔56、66〕，另一面制備涂敷電極〔55、54、52、62、64、49、65、46〕和敏感體〔58、59、61、63、47〕。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠靠自身結(jié)構(gòu)給出溫度自動跟隨補(bǔ)償信號、可具有阻抗抽頭可調(diào)、較強(qiáng)的抗干擾能力、氣敏選擇性好等特性的新型氣體傳感器。它適用于需要對氣體進(jìn)行檢測、監(jiān)控、傳感的場合。它是在同一基體或另一同基座的基體上使相連的或者不相連的氣體敏感體與相應(yīng)的電極構(gòu)成兩個或兩個以上部件；在這些部件中可以將一些封閉起來作為溫度補(bǔ)償部件；這些相連的或者不相連的氣體敏感體可以用相同氣敏材料或不相同的氣敏材料制成。
文檔編號G01N27/12GK2082861SQ9022214
公開日1991年8月14日 申請日期1990年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月18日
發(fā)明者趙安然, 彭曼澤 申請人:趙安然