一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置的制作方法

1.本实用新型属于传感器测试领域，更具体地，涉及一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置。


背景技术：

2.随着时代的发展，尤其是物联网和5g技术的发展，高性能传感器是提供数字新基建有力保障。高性能的传感器意味着高质量源头数据。因此，开展高性能传感器的设计与制备尤为关键。其中，高性能传感器的性能测试是最重要的一环。由此，高性能传感器的测试部件设计与制造在某种程度上决定了高性能传感器的成功与否。高质量的测试部件能够真实反映出高性能传感器本身的性能，有助于研究者及时优化参数进一步提升高性能传感器的感知能力。
3.近年来，全世界逐渐重视环境的保护，引起大量科研机构和企业投入大量的人力物力研究高质量的气敏传感器，例如，湿度传感器，二氧化氮传感器，乙醇传感器等等。其中，基于石英晶体微天平的气体传感器由于其传感性能高得到极大关注。大多数研究者基于网络分析仪或者自研设备进行传感器性能测试，得到传感器对应的性能。但这些研究基本无法做到高精度、自动测量气敏性能。比如湿度传感器，大多数研究者采用饱和盐溶液法进行切换测试湿度传感性能，密封性较差的同时也影响了湿度水平的波动，无法得到真实的传感性能。因此，研究基于石英晶体微天平传感器的自动测试部件具有较强的密闭性和较高的测试精度及重复性至关重要。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置，该性能测试装置利用上盖限位凹槽和底座限位凹槽相互配合对石英晶体微天平传感器进行限位，并利用上盖密封圈和下盖密封圈增强气密性，以此保证较好的电极接触性能，同时还能够缓解石英晶体微天平传感器的接触压力。
5.为实现上述目的，本实用新型提出了一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置，该性能测试装置包括上盖和底座，其中：
6.所述上盖设置有进气孔、出气孔、反应腔、上盖密封圈凹槽和上盖限位凹槽，所述进气孔和出气孔与所述反应腔相连通；所述反应腔的下方依次设置有上盖密封圈凹槽和上盖限位凹槽，所述上盖密封圈凹槽的两侧放置有上盖密封圈；
7.所述底座从上至下依次设置有底座限位凹槽、底座密封圈凹槽和引线孔，所述底座限位凹槽与所述上盖限位凹槽配合形成限位凹槽，以放置所述待测石英晶体微天平传感器；所述底座密封圈凹槽的两侧放置有底座密封圈；所述引线孔设置在所述底座密封圈的下方。
8.作为进一步优选地，所述进气孔与出气孔同侧并行排列分布。
9.作为进一步优选地，所述进气孔与出气孔正交排列分布。
10.作为进一步优选地，所述进气孔与出气孔对侧平行排列分布。
11.作为进一步优选地，所述反应腔呈圆柱状，所述反应腔的直径小于所述待测石英晶体微天平传感器的直径。
12.作为进一步优选地，所述反应腔的高度大于所述进气孔和出气孔的孔径。
13.作为进一步优选地，所述进气孔和出气孔的内部设置有螺纹，并且所述进气孔的外侧设置有进气孔凹槽，用于放置进气孔密封圈，所述出气孔的外侧设置有出气孔凹槽，用于放置出气孔密封圈。
14.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
15.1.本实用新型提供了一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置，其中利用上盖限位凹槽和底座限位凹槽相互配合对石英晶体微天平传感器进行限位，并利用上盖密封圈和下盖密封圈增强气密性，保证较好的电极接触性能，同时还能够缓解石英晶体微天平传感器的接触压力，实现稳定测量，具有结构简单、容易搭建、整体气密性好、测量重复性佳、稳定性高的优势；
16.2.尤其是，本实用新型通过对进气孔与出气孔的布置方式进行优化，通过改变反应腔内的气体流场分布，能够获得最佳的测试结果；
17.3.此外，本实用新型充分考虑气路的密封性能，通过在进气孔和出气孔的内部设置螺纹，充分利用螺纹副的咬合拉力进一步压缩进气孔密封圈和出气孔密封圈，有效提升气密性。
附图说明
18.图1是按照本实用新型优选实施例构建的石英晶体微天平传感器的性能测试装置结构示意图；
19.图2是图1中上盖的结构示意图；
20.图3是图1中底座的结构示意图；
21.图4是本实用新型提供的石英晶体微天平传感器的性能测试装置工作示意图；
22.图5是本实用新型优选实施例提供的进气孔与出气孔同侧并行排列的结构示意图；
23.图6是本实用新型优选实施例提供的进气孔与出气孔正交排列分布的结构示意图；
24.图7是本实用新型优选实施例提供的进气孔与出气孔对侧平行排列分布，并且无底部倒角的结构示意图；
25.图8是本实用新型优选实施例提供的进气孔与出气孔对侧平行排列分布，并且有底部倒角的结构示意图。
26.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0027]1‑
1为上盖，1
‑
2为反应腔，1
‑
3为进气孔凹槽，1
‑
4为进气孔，1
‑
5为螺纹副，1
‑
6为上盖密封圈凹槽，1
‑
7为上盖限位凹槽，1
‑
8为出气孔，1
‑
9为出气孔凹槽，2
‑
1为底座限位凹槽，2
‑
2为引线孔，2
‑
3为底座，2
‑
4为底座腔体，2
‑
5为底座密封圈凹槽，3
‑
1为进气孔密封圈，3
‑
2为出气密封圈，4
‑
1为上盖密封圈，4
‑
2为底座密封圈，5为待测石英晶体微天平传感器，6为
螺钉，7
‑
1为进气管路，7
‑
2为出气管路，8
‑
1为引线，8
‑
2为检测元件。
具体实施方式
[0028]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0029]
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种石英晶体微天平传感器的性能测试装置，该性能测试装置包括上盖1
‑
1和底座2
‑
3，上盖1
‑
1和底座2
‑
3通过螺钉6进行固定连接，其中：
[0030]
如图2所示，上盖设置有进气孔1
‑
4、出气孔1
‑
8、反应腔1
‑
2、上盖密封圈凹槽1
‑
6和上盖限位凹槽1
‑
7，进气孔1
‑
4和出气孔1
‑
8与反应腔1
‑
2相连通，以将待测气体通入反应腔1
‑
2，并在测试完成后排出；反应腔1
‑
2的下方依次设置有上盖密封圈凹槽1
‑
6和上盖限位凹槽1
‑
7，上盖密封圈凹槽1
‑
6用于放置上盖密封圈4
‑
1，上盖限位凹槽1
‑
7用于与底座2
‑
3配合，以放置待测石英晶体微天平传感器；进气孔1
‑
4、出气孔1
‑
9、反应腔1
‑
2和引线孔2
‑
2采用钻铣便可完成所有加工，无需复杂的加工条件；
[0031]
如图3所示，底座2
‑
3从上至下依次设置有底座限位凹槽2
‑
1、底座密封圈凹槽2
‑
5和引线孔2
‑
2，底座限位凹槽2
‑
1与上盖限位凹槽1
‑
7配合用于放置待测石英晶体微天平传感器，以获得较好的电极接触性能，实现稳定测量；底座密封圈凹槽2
‑
5用于放置底座密封圈4
‑
2；通过上盖密封圈4
‑
1和底座密封圈4
‑
2增强了气密性，同时缓解了待测石英晶体微天平传感器与其接触压力；引线孔2
‑
2用于放置含有正负极的引线8
‑
1，引线8
‑
1的端头位于底座密封圈4
‑
2内，并从底座腔体2
‑
4穿出分别与待测石英晶体微天平传感器的正负极接触，实现回路连接，从而进行信号检测与读取。如图4所示，本实用新型提供的石英晶体微天平传感器的性能测试装置配合气路控制装置和振荡电路信号激励与读取装置可以实现石英晶体微天平传感器的测试。
[0032]
进一步，进气孔1
‑
4和出气孔1
‑
8的内部设置有螺纹副1
‑
5，并且进气孔1
‑
4的外侧设置有进气孔凹槽1
‑
3，用于放置进气孔密封圈3
‑
1，出气孔1
‑
8的外侧设置有出气孔凹槽1
‑
9，用于放置出气孔密封圈3
‑
2。进气管路7
‑
1和出气管路7
‑
2采用螺纹副配合以控制其气密性，并利用进气孔密封圈3
‑
1和出气孔密封圈3
‑
2进行密封。
[0033]
进一步，如图5所示，进气孔1
‑
4与出气孔1
‑
8同侧并行排列分布，此条件下气体将在反应腔中进行回旋，有助于气流充分混合均匀，该设计适用于要求管道位于同一侧的使用场景。如图6所示，进气孔1
‑
4与出气孔1
‑
8正交排列分布，此条件下流场呈现90度弯角，该设计适用于要求管道相互垂直的使用场景。如图7或8所示，进气孔1
‑
4与出气孔1
‑
8对侧平行排列分布，此条件下气流进出呈现一致流向，流场较为均匀。该设计适用于要求管道位于同一直线且对流场要求平稳的场景。同时图7中反应腔的底部无倒角，从而能够出现回旋混合，促进腔内物质浓度均匀化，图8中反应腔的底部有倒角，进而能够避免气体出现较大的紊乱，实现较为平稳的流场。
[0034]
进一步，反应腔1
‑
2呈圆柱状，并且位于所对应的待测石英晶体微天平传感器5的正上方，有助于气流的平稳，提升测试重复性。反应腔1
‑
2的直径小于待测石英晶体微天平
传感器的直径，从而可以使得橡胶圈和传感器得以放置。反应腔1
‑
2的高度大于进气孔1
‑
4和出气孔1
‑
8的孔径，以放置上述孔。
[0035]
本实用新型提供的石英晶体微天平传感器的性能测试装置的工作原理为：检测气体由进气管路7
‑
1通过进气孔1
‑
4进入反应腔1
‑
2，与待测石英晶体微天平传感器5反应后通过出气孔1
‑
8流出。待测石英晶体微天平传感器5通过引线8
‑
1与检测元件8
‑
2连接，进行信号检测与读取。
[0036]
该石英晶体微天平传感器的性能测试装置的装配原理为：上盖1
‑
1上的进气孔密封圈凹槽1
‑
3放入进气孔密封圈3
‑
1，同理于出气孔密封圈凹槽1
‑
9放入出气孔密封圈3
‑
2；将进气管路7
‑
1与进气孔1
‑
4连接，通过螺纹副1
‑
5咬合，同理将出气管路7
‑
2与出气孔1
‑
8连接，通过螺纹副咬合；于上盖1
‑
1上的上盖密封圈凹槽1
‑
6放置上盖密封圈4
‑
1，底座2
‑
3上的底座密封圈凹槽2
‑
5放置底座密封圈4
‑
2；放置待测石英晶体微天平传感器5；安装螺钉6，使得上盖1
‑
1和底座2
‑
3紧密连接。
[0037]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。