[發明專利]一種氫氣濃度探測傳感器

在審

• 申請號: 202211340798.5
• 申請日: 2022-10-29
• 公開（公告）號: CN115825170A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 陳小青
• 申請（專利權）人: 深圳科維新技術有限公司
• 主分類號: G01N27/18
• 分類號: G01N27/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：包括了濾網（1）、探頭（2）、鏟齒散熱器（3）、外殼（4）、外殼連接器（5）、線束連接體（6）、插頭（7）、線束（8）、強力風扇（9）、PCBA電子電路（10）、控制軟件（11）、負壓腔（61）以及環境溫度傳感器（200）；所述探頭（2）為傳感器核心組件，包括了加熱線路（23）、感應線路（22）、測溫線路（21）、熱源板（24)、冷源板(25)、熱傳導腔(26)、探頭插針引線(54)、引線固定柱體(51)；所述外殼（4）是傳感器的封裝部分，包含了中間的芯片腔（41）和兩側的散熱腔（42），探頭（2）安放在芯片腔（41）中，探頭冷源板（25）向兩側穿過芯片腔（41）的墻壁到達散熱腔（42）并與鏟齒散熱片（3）連接；所述鏟齒散熱片（3）安裝在外殼（4）散熱腔（42）中；所述濾網(1)安裝在外殼(4)芯片腔(41)頭部；所述線束(8)包括引線與插簧端子，連接探頭插針引線及PCBA電子電路(10)；所述線束連接體(6)為中空結構，通過卡扣連接在外殼(4)對接段尾部且內部插簧端子與探頭引線固定柱體(51)末端的探頭插針引線(54)相連接，內部空腔連通引線固定柱體(51)的中空通道及蜂窩孔(52)末端；所述插頭(7)為傳感器對外的電氣接口；所述強力風扇(9)為防靜電的高轉速排風扇，安裝在線束連接體(6)末端；所述負壓腔(61）包括傳感器待測氣體流經的全部通道；所述PCBA電子電路（10）包括電源管理電路、MCU控制電路、PWM調制電路、AD/DA、采樣電路以及通信電路；所述控制軟件（11）包括微型系統主程序（111）、決策及控制模塊（112）、通信模塊（113）、驅動模塊（114）、檢測模塊（115）與診斷模塊（116）;所述環境溫度傳感器(200)為一NTC電阻。

2.根據權利要求1所述一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：所述熱源板(24)為實心機構，上下層熱源板(24)通過兩側陶瓷壁(201)所形成的中空腔為被測對流腔(20)；加熱線路(23)附著在熱源板(24)上，加熱線路(23)位于氣體流動方向前端，測溫線路(21)位于氣體流動方向末端；感應線路(22)附著在冷源板(25)上，加熱線路（23)與感應線路（22）的位置關系為線路面相對的面對面布局；沿被測氣體流動方向，在面對面的加熱線路(23)與感應線路(22)兩側，設計有低熱導率、稀疏低密度的絕緣陶瓷材料做的支撐板(29)，并形成了一個空腔結構，為熱傳導腔(26)。

3.根據權利要求1所述一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：所述引線固定柱體(51)是一種通過填充在金屬外殼(55)內的絕緣陶瓷材料經過低溫燒結并加工形成的，在其內部固定了探頭插針引線(54)，其內部陶瓷材料提供有通道，通道對接熱傳導腔(26)與對流腔(20)，其外側與外殼(4)內壁形成密封結構。

4.根據權利要求1所述一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：所述探頭冷源板(25)穿過芯片腔(41)與鏟齒散熱片(3)緊密接觸，緊密接觸既可以是結構上的硬接觸方式或者通過熱傳導耦合膠耦合方式來實現；鏟齒散熱片(3)被賦予足夠大的表面積。

5.根據權利要求1所述一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：所述驅動模塊包含熱源板(24)及強力風扇(9)驅動；熱源板(24)驅動及強力風扇(9)驅動由決策及控制模塊(112)參與調度，不同場景選擇不同驅動條件，調度相應的驅動模塊(114)；驅動模塊(114)作用于PWM調制電路，實現對于熱源板(24)加熱線路(23)及強力風扇(9)的驅動；其結果是熱源板(24)以及冷源板(25)的溫度特征曲線的升溫段與降溫段受驅動模塊(114)控制，其溫度特征曲線是溫度值與時間的函數f（T，t）。

6.根據權利要求1所述一種氫氣濃度探測傳感器，其特征是：所述檢測模塊針對熱源板(24)以及冷源板(25)上的測溫線路(21)和感應線路(22)電阻值Ra和Rb做出阻值采樣；所述感應線路(22)及測溫線路為金屬導電材料，其溫度阻抗特性表現為正相關性且線性度優良，Ra和Rb對應溫度值Ta與Tb為正向且線性相關，具體地Ra、Rb與Ta、Tb是線性關系。