[發(fā)明專利]一種制氧機(jī)氧濃度檢測傳感器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710102783.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN106872568A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余方云;李紅元;張秀琴;鄒東平;龍陽;劉如峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州波速傳感器有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/02
• 分類號(hào): G01N29/02;G01N29/22;G01N29/34;G01N29/44
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所(普通合伙)32211
• 代理人: 袁程斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)用制氧機(jī)氧傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制氧機(jī)氧濃度檢測傳感器。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展及人們生活水平的提高，制氧機(jī)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療及保健行業(yè)。特別是便攜式家用制氧機(jī)越來越普遍。因此，對(duì)制氧機(jī)中氧氣濃度的監(jiān)測精準(zhǔn)度及可靠性、安全性要求越來越高。

目前檢測氧濃度的方法中，有很多的方法都可以檢測到氧氣濃度，如電化學(xué)、順磁氧、氧化鋯方法及超聲波流量濃度檢測法。但用于制氧機(jī)行業(yè)的主要有氧化鋯和超聲波法。

氧化鋯測氧法優(yōu)點(diǎn)是不受檢測氣體溫度的影響，通過采用不同的導(dǎo)流管可以檢測各種溫度氣體中的氧含量，這種靈活性被運(yùn)用在許多工業(yè)在線檢測上。其缺點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易影響檢測精度；加熱器一般用電爐絲加熱，壽命不長。需要經(jīng)常校準(zhǔn)，鋯電池經(jīng)常需要更換，對(duì)用戶和廠家來說都是個(gè)負(fù)擔(dān)，不能完全連續(xù)監(jiān)測，通過旁路分流，脈沖式監(jiān)測。

超聲波濃度原理：在充滿二元?dú)怏w的組分下的管道內(nèi)，超聲脈沖經(jīng)流體傳播，兩種組分的濃度比不同，超聲脈沖在氣體中的傳播速度也不同。通過測量聲學(xué)參數(shù)就可以就能檢測到氧氣的濃度。脈沖時(shí)差法是常用的用于檢測聲速的方法，但是測量精度不夠高，不能滿足檢測氣體微量濃度的要求。為了解決這個(gè)問題，一般廠家采用的方法是用兩對(duì)收發(fā)分體的超聲波探頭，一對(duì)放置在純凈的空氣中，傳感器的間距與另一對(duì)置于待測氣體中的收發(fā)傳感器間距一樣，當(dāng)同一激勵(lì)信號(hào)作用于兩個(gè)發(fā)射探頭，兩個(gè)接受探頭接受信號(hào)間的相位差會(huì)有變化，經(jīng)過電路的整合計(jì)算，得出氣體濃度。收發(fā)分體傳感器探頭成本高，后道電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不滿足現(xiàn)有低成本、低功耗環(huán)保、安全簡單的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述缺陷，提供一種制氧機(jī)氧濃度檢測傳感器，結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、成本低、功耗低、效率高、檢測精準(zhǔn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案如下：

一種制氧機(jī)氧濃度檢測傳感器，包括上部傳感器、下部傳感器、金屬環(huán)，上部傳感器、下部傳感器對(duì)稱設(shè)置在金屬環(huán)上下兩側(cè)，上部傳感器、下部傳感器、金屬環(huán)同軸心，且上部傳感器、下部傳感器與金屬環(huán)結(jié)合面平整光滑，上部傳感器、下部傳感器將金屬環(huán)處封閉成一圓柱型空腔，金屬環(huán)環(huán)體上設(shè)有使空腔內(nèi)部與外部連通的進(jìn)氣口、出氣口。

上部傳感器、下部傳感器一個(gè)為發(fā)射型，另一個(gè)為接收型，待測氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入到空腔內(nèi)，發(fā)射型傳感器發(fā)出超聲波穿過空腔內(nèi)的氣體被接收型傳感器接收，由與傳感器連接的外部電路進(jìn)行相位差的計(jì)算比對(duì)處理，得到檢測結(jié)果，將反射探頭與接收探頭通過結(jié)構(gòu)整合連接為一體，減少了探頭的使用數(shù)目，節(jié)省了成本，同時(shí)，一體結(jié)構(gòu)簡單，不需要將檢測傳感器置于待測氣體中，更為安全，進(jìn)氣口、出氣口配合，可及時(shí)檢測，及時(shí)顯示檢測結(jié)果，檢測的效率高且檢測精準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，所述的上部傳感器由縱截面為U型的上部殼體、上壓電陶瓷片構(gòu)成，上部殼體的底端與金屬環(huán)頂端面通過膠水粘接，上壓電陶瓷片通過膠水粘接在上部殼體內(nèi)部底端面，上壓電陶瓷片與上部殼體同軸心，上壓電陶瓷片兩極均設(shè)有向外延伸的上引線，上部殼體內(nèi)部通過硅膠灌封，所述的下部傳感器由縱截面為倒U型的下部殼體、下壓電陶瓷片構(gòu)成，下部殼體的頂端與金屬環(huán)底端面通過膠水粘接，下壓電陶瓷片通過膠水粘接在下部殼體內(nèi)部頂端面，下壓電陶瓷片與下部殼體同軸心，下壓電陶瓷片兩極均設(shè)有向外延伸的下引線，下部殼體內(nèi)部通過硅膠灌封，上部殼體、下部殼體的結(jié)構(gòu)、尺寸相同，上壓電陶瓷片、下壓電陶瓷片的規(guī)格參數(shù)一致。

進(jìn)一步的，所述的上部殼體、下部殼體的材質(zhì)均為鋁或不銹鋼，上部殼體、下部殼體的的外徑為12-25mm，側(cè)壁厚為3-6mm，上部殼體底厚為0.4-1.2mm，下部殼體頂厚為0.4-1.2mm。

進(jìn)一步的，所述的金屬環(huán)外徑與上部傳感器外徑一致，金屬環(huán)內(nèi)徑比外徑小3-5mm，金屬環(huán)高度為3-6mm。

進(jìn)一步的，根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制氧機(jī)氧濃度檢測傳感器，其特征在于：所述的金屬環(huán)的材質(zhì)為不銹鋼或鋁。

進(jìn)一步的，所述的上壓電陶瓷片的瓷片外徑/上部外殼內(nèi)徑為0.3-0.5，上壓電陶瓷片的瓷片厚度/上部外殼殼底厚度為0.5-1。

進(jìn)一步的，所述的上部傳感器、下部傳感器的工作頻率為20-40KHz。

進(jìn)一步的，所述的上部傳感器為接收型傳感器，下部傳感器為發(fā)射型傳感器

本發(fā)明的有益效果是：采用上述方案，采用壓電式收發(fā)一體的結(jié)構(gòu)，將反射探頭與接收探頭通過結(jié)構(gòu)整合連接為一體，結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、成本低、功耗低、效率高、檢測精準(zhǔn)。