[發明專利]一種過濾模組及其測定方法和氣體傳感器

在審

• 申請號: 202111166348.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113975907A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 丁然;趙科;高山;肖焓艷;李玉杰;騰云;李洪濤;劉詠飛;馬徑坦;卞超;邵新蒼;陳軒;陳昊;秦延山;張曉星;田雙雙
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;國網江蘇省電力有限公司檢修分公司;湖北工業大學
• 主分類號: B01D46/54
• 分類號: B01D46/54;B01D53/22;G01N15/08
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 丁博寒

本發明涉及氣體傳感器技術領域，尤其涉及一種過濾模組及其測定方法和氣體傳感器，傳統電化學氣體傳感器在檢測過程中容易受到雜質氣體的干擾，最終導致檢測結果不準確。本發明所公開的氣體傳感器設置有過濾膜組，過濾膜組包括沿氣體導向依次設置隔膜、第一過濾膜和第二過濾膜，第一過濾膜設置為壓電材料膜，對混合氣體中的雜質氣體進行第一次過濾，通過改變壓電材料兩端電壓使其產生形變進而產生一定間隙，將比待測氣體體積更大的雜質氣體進行初步過濾；第二過濾膜設置為分子篩選擇透過膜，對體積較小的雜質氣體進行第二次過濾，使單一待測氣體通過，其他雜質氣體被吸附在分子篩結構中，提高氣體傳感器的檢測精度。

技術領域

本發明涉及氣體傳感器技術領域，尤其涉及一種過濾模組及其測定方法和氣體傳感器。

背景技術

目前，傳統的電化學氣體傳感器是將待測氣體通過傳感器表面的隔膜，使待測氣體與傳感電極材料相接觸，在電極材料的催化作用下，待測氣體與電極材料發生氧化還原反應，使電子在電解液中定向移動引起電流變化，通過示波器測量電流的變化進而反應出待測氣體的濃度大小。

在使用氣體傳感器的具體檢測分析過程中，待測氣體往往混合有其它種類的氣體，例如環保絕緣氣體C4F7N、C5F10O、C6F12O在電氣設備中作為絕緣介質使用時需要與一些緩沖氣體CO2、N2等混合，但在長期工況條件下混合氣體會分解產生一些有毒氣體，通過氣體傳感器對這些氣體進行定性、定量的檢測時由于氣室中分解氣體產物的種類過多，在使用氣體傳感器對單一待測氣體進行檢測時，很可能受到其他種類氣體的干擾，最終導致檢測結果不準確。

鑒于上述問題的存在，本設計人基于從事此類產品工程應用多年豐富的實務經驗及專業知識，積極加以研究創新，以期創設一種過濾模組及其測定方法和氣體傳感器，使其更具有實用性。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術中存在的缺陷提供一種過濾模組及其測定方法和氣體傳感器。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種過濾模組，包括沿混合氣體導向依次設置隔膜、第一過濾膜和第二過濾膜，所述隔膜和所述第一過濾膜設置在氣室的進氣口處，所述第二過濾膜設置在氣室內；

所述隔膜用于過濾混合氣體中的水蒸氣和塵埃雜質，所述第一過濾膜用于濾除混合氣體中氣體體積大于待測氣體的雜質氣體，所述第二過濾膜用于濾除混合氣體中氣體體積小于待測氣體的雜質氣體。

進一步的，所述第一過濾膜組設置為壓電材料膜，所述第二過濾膜設置為分子篩選擇透過膜，所述第二過濾膜對應混合氣體中小于待測氣體的氣體種類設置。

進一步的，所述隔膜和所述第一過濾膜貼合設置且均覆蓋進氣口，多個所述第二過濾膜貼合設置。

一種過濾模組的測定方法，用于測定所述第一過濾膜和所述第二過濾膜，設置混合氣體包含的氣體種類Q=｛q₁，q₂，q₃，…，q_n｝，其中，所述第一過濾膜通過調節其兩端的電壓值改變自身間隙使體積小于間隙的氣體通過，多個所述第二過濾膜設置為不同的類型，實現對不同種類雜質氣體的吸附，其中不同種氣體對應的氣體體積設置為R³=｛r³_q1，r³_q2，r³_q3，…，r³_qn｝；

通過第一實驗裝置測定所述第一過濾膜在不同電壓參數下允許通過氣體分子大小之間的關系，通過第二實驗裝置測定不同種所述第二過濾膜對不同種氣體的吸附性能。

進一步的，所述第一實驗裝置包括密封設置的第一氣室和第二氣室，所述第一氣室和所述第二氣室由密封墊分割并分別通過進氣孔和出氣孔與外界連通，在所述密封墊上嵌設所述第一過濾膜，且所述第一過濾膜與外部電路連通，在通電狀態下，所述第一氣室與所述第二氣室連通。