[實用新型]熒光氧氣傳感器

有效

• 申請號: 201320308770.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN203324188U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 趙莉
• 申請（專利權）人: 深圳市深安旭傳感技術有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 張約宗;張秋紅

技術領域

本實用新型涉及一種氣體傳感器，尤其涉及一種熒光氧氣傳感器。

背景技術

氧氣的分析測定廣泛應用于實驗室、生物學、醫學、汽車制造、化工、能源、軍事等諸多領域。氧氣傳感器是所有氣體傳感器中研究最多、技術最為成熟一類傳感器，其年產量已占全部氣體傳感器的40%以上，位居首位。

隨著人們生活水平的提高，健康空調的概念已逐步得到推廣，同時對房間空氣進行監測并自動換氣的需求也日益高漲，為此某些空調廠家已提出了氧吧空調的概念，催生了氧傳感器在此領域的大量需求。在汽車領域中，隨著汽車發動機電噴化的強制實施以及汽車尾氣排放標準的提高，促進了氧傳感器在汽車領域的應用，每年用量達上億只。在冶金化工行業生產過程中用氧傳感器對其的氧含量進行監測，以便進一步進行空氣氣體的調節，達到節能、環保和優質冶煉的目的。隨著社會經濟以及軍事技術的發展與進步，氧傳感器及其智能化儀表已經被廣泛應用在國防科研、汽車工業、冶金化工、醫療環保、食品釀造等領域。

氧傳感器根據工作原理不同可以分為電化學型氧傳感器、光纖式氧傳感器、熱磁式氧傳感器、半導體電阻式氧傳感器等。目前實用化的氧氣傳感器主要包括傳統電化學原理的含鉛氧氣傳感器、濃差電池型二氧化鋯氧傳感器、半導體電阻型二氧化鈦氧傳感器、以及寥寥無幾的熒光猝滅原理的光纖氧傳感器，不同原理的氧傳感器因其各自特性導致其所適用的范圍不同。相比之下，光學氧氣傳感技術因操作簡單、靈敏度高、選擇性好、不消耗待測物質、易于微型化、使用安全及可進行在線監測等優點備受人們的重視。

熒光學氧氣傳感器的工作原理是氧氣對一些熒光物質的熒光具有猝滅作用，從而導致其熒光強度的降低和熒光壽命的縮短，熒光物質的熒光強度或壽命與氧氣濃度成線性關系，通過測定有氧和無氧條件下的熒光強度或者壽命就可以得出氧氣的濃度。CN200810070821.7、CN201010532981.6、CN200910205946.0等專利公開了有關光學氧傳感器敏感材料的合成方法及可用于光學氧傳感器的理論探討，但僅限于實驗階段，尚未有將此類氧敏感材料用于實用化光學氧傳感器，用于對環境中氧氣的實時監測。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種靈敏度高、線性范圍寬、穩定性好，可實現環境中氧氣實時測定的熒光氧氣傳感器。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種熒光氧氣傳感器，包括具有內腔的殼體及設置在所述殼體內腔中的主電路板、光電元件、光源元件和光敏元件；所述殼體上設有供氣體進入所述內腔的數個氣體擴散孔；所述光電元件和光源元件分別與所述主電路板電性連接；

所述光敏元件包括基片及由氧熒光敏感發光材料形成在所述基片上的氧熒光敏感發光層；所述光敏元件以所述氧熒光敏感發光層朝向所述光源元件設置在所述光源元件的光路上，所述光源元件發出的光激發所述光敏元件的氧熒光敏感發光層產生熒光，熒光透過所述基片發射到所述光電元件，所述光電元件接收熒光后產生相應的電信號。

優選地，所述熒光氧氣傳感器還包括濾光元件，所述濾光元件設置在所述光源元件的光路上且位于所述光源元件和光敏元件之間，所述光源元件發出的光經所述濾光元件濾過后再發射到所述光敏元件。

優選地，所述光敏元件與所述光源元件相對平行，所述光電元件平行所述光敏元件和光源元件或相對所述光敏元件和光源元件傾斜而位于所述光敏元件的基片一側，所述傾斜的角度小于90°；或，

所述光敏元件相對所述光源元件傾斜設置，所述傾斜的角度小于90°；所述光電元件與所述光源元件相對垂直而位于所述光敏元件的基片一側。

優選地，所述主電路板上設有信號輸出管腳及電源供電管腳，所述信號輸出管腳和電源供電管腳分別伸出所述殼體。

優選地，所述殼體上設有防水透氣膜，所述防水透氣膜覆蓋在所述氣體擴散孔上。

優選地，所述光源元件包括與所述主電路板電性連接的光源調制電路板及電性連接在在所述光源調制電路板上的LED光源。

優選地，所述熒光氧氣傳感器還包括用于感應所述殼體內溫度及氣體壓力的壓力傳感元件，所述壓力傳感元件設置在所述殼體內并與所述主電路板電性連接。

優選地，所述殼體包括底座及蓋體，所述蓋體與所述底座配合連接形成具有內腔的所述殼體，所述氣體擴散孔開設在所述蓋體上。

優選地，所述殼體內設有固定座，所述主電路板設置在所述底座與固定座之間，所述光源元件和光敏元件安裝在所述固定座上，通過所述固定座設置在所述主電路板上方，所述光電元件位于所述光敏元件的基片一側而設置在所述主電路板上或所述固定座上。