一种氮氧传感器标定装置和批量标定设备的制作方法

1.本实用新型涉及气体测量技术领域，尤其涉及一种氮氧传感器标定装置和批量标定设备。


背景技术：

2.氮氧传感器通常包括传感器探头、线束和控制单元，其中，控制单元通过线束与传感器探头连接，用于控制传感器探头工作、接收传感器发出的信号并给传感器供电。
3.对氮氧传感器的标定，主要通过检测和调节传感器探头的性能来完成。标定时需要将传感器探头插入到一根通气管内，对插入接口进行密封后，再用标气置换通气管内的气体，直至标气充盈整个管道后，才能开始标定。


技术实现要素：

4.发明人发现，在现有技术中，对氮氧传感器进行标定时，标气要扩散到整个管道花费的时间较长，标气的用量也较大；并且，传感器探头和管道接触的地方，要么密封性难以保障，要么密封过程繁琐，影响标定效率。为了至少部分地解决现有技术存在的技术问题，发明人做出本实用新型，通过具体实施方式，提供的技术方案如下：
5.本实用新型提出了一种氮氧传感器标定装置，包括标定台和弹性垫圈，其中：
6.所述标定台包括标定台本体和设置在所述标定台本体上的一个容纳槽；所述标定台本体上设有两个连通所述容纳槽的通气孔；所述容纳槽在槽口和所述两个通气孔之间还设有沿槽壁一圈的环状凹槽；
7.所述弹性垫圈包括卡接环和套接筒，所述所述卡接环的内环与套接筒的一端开口连接；所述卡接环嵌于所述容纳槽的环状凹槽内，所述套接筒的外壁与所述容纳槽的槽壁抵接；
8.所述弹性垫圈的套接筒用于与外部氮氧传感器的探头套接。
9.进一步的，所述两个通气孔包括一个进气孔和一个出气孔，所述进气孔的中轴线和所述出气孔的中轴线距离容纳槽槽底的高度不同。
10.进一步的，所述两个通气孔分别设置在所述容纳槽的相对的两侧。
11.进一步的，所述标定台本体的外表面上还设有与所述通气孔相连通的气管接口。
12.进一步的，所述气管接口的内壁或外壁设有螺纹。
13.进一步的，所述标定台本体的底部设有至少一个螺孔。
14.进一步的，所述标定台本体的底部设有安装脚，所述至少一个螺孔设置在所述安装脚上。
15.另一方面，本实用新型提出了一种氮氧传感器批量标定设备，包括标定箱体和设置在所述标定箱体内的传感器配电模块、传感器标定控制模块、配气模块、显示模块以及至少两个如上述方案中任一项所述的氮氧传感器标定装置，其中：
16.所述至少两个氮氧传感器标定装置中的每相邻两个氮氧传感器标定装置的相邻
两个通气孔之间通过气管相连，所述相连后的所述至少两个氮氧传感器标定装置的一端通气孔通过气管连接于所述配气模块的配气出口上，另一端通气孔用于与外部废气回收装置连接。
17.进一步的，所述氮氧传感器批量标定设备还包括气室支板，所述气室支板平行于所述标定箱体的气室侧壳体设置；
18.所述至少两个氮氧传感器标定装置固定连接在所述气室支板与所述气室侧壳体之间；所述气室侧壳体上设有对应于所述至少两个氮氧传感器标定装置上的所述容纳槽的外接通孔，且每一个所述容纳槽的槽口连接在一个所述外接通孔上。
19.进一步的，所述传感器配电模块和所述传感器标定控制模块在所述标定箱体的外表面设有与所述至少两个氮氧传感器标定装置上的所述容纳槽相同个数的合成接口；所述合成接口用于与所述氮氧传感器的束线接头连接。
20.本实用新型实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
21.本实用新型实施例在标定台上设置了容纳槽和两个与容纳槽连通的通气孔，并在两个通气孔的上侧设置了沿槽壁一圈的环状凹槽，环状凹槽内嵌有弹性垫圈，弹性垫圈上设有卡接环和套接筒，其中，卡接环嵌入容纳槽的环状凹槽内，套接筒与容纳槽槽壁抵接。当需要对氮氧传感器探头进行标定时，将氮氧传感器探头通过弹性垫圈的套接筒插入容纳槽内，即可实现对传感器探头的紧固和对容纳槽槽口的密封；标定完后，可以直接拔出标定好的探头，然后插入新的待标定探头。因此，本实用新型实施例可实现对传感器探头的快速固定、密封和更换，且固定、密封和更换过程简单，密封效果好，便于进行批量标定；同时，容纳槽内的空间小，需要填充的标气量少，标气在容纳槽内置换完成需要的时间短，既节约了标气资源，也提高了标定效率。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例一中，一种氮氧传感器的探头的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例一中，一种标定台的结构示意图；
24.图3(a)是本实用新型实施例一中，一种弹性垫圈的结构示意图；
25.图3(b)是图3(a)所示弹性垫圈的沿中轴线剖面示意图；
26.图4是本实用新型实施例二中，一种氮氧传感器批量标定设备的结构示意框图；
27.图5是本实用新型实施例二中，一种氮氧传感器批量标定设备的气室支板结构示意图。
具体实施方式
28.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。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.实施例一
32.可以知道的是，氮氧传感器探头上用于检测气体的进气口通常位于传感器探头的前端，标定时，只需将带有该进气口的传感器探头前端置于标气中即可。如图1所示，氮氧传感器探头前端通常为柱状，或者由多节不同直径的圆柱组成，靠近前端处设有用于将氮氧传感器探头固定在待测环境中的固定螺纹或其它结构，例如，探头上的螺纹可以与汽车上的对应螺孔连接，以实现对连接处的密封和对氮氧传感器的固定。
33.但是，在对氮氧传感器进行批量标定时，若通过螺纹连接的方式来固定和密封氮氧传感器的探头，则每次更换氮氧传感器时都需要拧松已标定探头的螺纹和拧紧新探头的螺纹，这增加了标定时长和标定工作量。
34.本实用新型实施例提供一种可便于对氮氧传感器探头进行固定和密封、且节省标气的氮氧传感器标定装置，结合图2和图3所示，所述氮氧传感器标定装置包括标定台1和弹性垫圈2，其中：
35.标定台1包括标定台本体11和设置在标定台本体11上的一个容纳槽12；标定台本体11上设有两个连通容纳槽12的通气孔111；容纳槽12在槽口和两个通气孔111之间还设有沿槽壁一圈的环状凹槽121。
36.弹性垫圈2包括卡接环21和套接筒22，卡接环21的内环与套接筒22的一端开口连接；卡接环21嵌于容纳槽12的环状凹槽121内，套接筒22的外壁与容纳槽12的槽壁抵接。
37.弹性垫圈2的套接筒22用于与外部氮氧传感器的探头套接。
38.结合图1所示，下面结合氮氧传感器对本氮氧传感器标定装置进行说明：
39.在本实施例中，容纳槽12的直径略大于氮氧传感器探头前端的直径，使得传感器探头前端刚好可以插入容纳槽12内，且通过弹性垫圈2上的套接筒22可对传感器探头与容纳槽12之间的空隙进行密封，密封的同时也固定住了传感器探头，使得传感器不易滑落或移动。并且，有些氮氧传感器探头的前端上靠近固定螺纹处设有一圈凸起圆环，使得套接筒22可以刚好卡在传感器探头上的凸起圆环和固定螺纹之间，以起到良好的固定和密封效果。
40.在一个实施例中，弹性垫圈2采用可耐受200摄氏度高温的硅胶材质，以适应氮氧传感器工作时的产生的热量，且硅胶垫圈具有良好的可塑性，可便于嵌入容纳槽12槽壁上的环状凹槽121内。在实际应用时，可使用镊子或尖嘴钳之类的工具将弹性垫圈2的卡接环21嵌入容纳槽12槽壁的环状凹槽121内，放置好后即可用于传感器标定。
41.需要对氮氧传感器进行标定时，只需将氮氧传感器探头的前端插入容纳槽12内，使得传感器探头前端套接在弹性垫圈2的套接部内，即可形成对容纳槽12槽口的密封和对传感器探头的固定；该传感器探头标定完后，可以直接拔出，然后插入新的待标定传感器探头。
42.标定台本体11上设置了两个连通容纳槽12的通气孔111，一个用于进气，一个用于出气，以在容纳槽12槽口密封的情况下充入待测标气、排空容纳槽12内的原有气体，完成置换。具体的，在弹性垫圈2嵌入环状凹槽121的状态下，两个通气孔111在标定台本体11上的位置低于弹性垫圈2的下沿，以避免通气孔111被弹性垫圈2的套接筒22遮挡。
43.在一个实施例中，两个通气孔111包括一个进气孔1111和一个出气孔1112，进气孔1111的中轴线和出气孔1112的中轴线距离容纳槽12槽底的高度不同。可以理解的是，若两个通气孔111处于同一高度，则从进气孔1111进入的标气容易直接从出气孔1112流出，导致标气置换的过程较慢，且消耗的标气较多。两个通气孔111在高度上错开设置，使得进气口到出气口的垂直间距增大，从而使标气能更快的在容纳槽12内扩散，缩短置换时长。优选的，将两个通气孔111之间的上下间距在容纳槽12的深度范围内设置的尽量大一些，从而更好的排空容纳槽12内的原有气体，完成标气置换。
44.容纳槽12的深度需要满足氮氧传感器探头前端的长度，但也不能太深，以避免标气的浪费，因此，容纳槽12的深度可以设置为略大于传感器探头前端的长度。由于氮氧传感器探头前端的尺寸本身较小，容纳槽12的深度也不宜设置的太深，举例来说，在氮氧传感器探头前端的长度为2.7cm的情况下，可以设置为4.3cm至4.5cm之间。
45.优选的，在实际使用时，将两个通气孔111中距离容纳槽12槽口更近的通气孔111作为进气孔1111，距离容纳槽12底面更近的通气孔111作为出气孔1112。可以知道的是，氮氧传感器探头用于检测气体的进气口通常设置于探头顶端处，并设置为沿探头槽壁的一圈小孔。当氮氧传感器探头前端完全插入容纳槽12时，氮氧传感器探头的进气口将更靠近位于下侧的通气孔111，在容纳槽12本身直径和深度均较小的情况下，位于下侧的通气孔111与氮氧传感器探头的进气口之间的间距很小，若直接从下侧通气孔111输入标气，标气容易冲击在氮氧传感器探头的进气口上。一方面，可以知道的是，传感器探头中用于检测气体的陶瓷芯片需要加热到600摄氏度以上才能正常工作，标气直接冲击探头上的进气口，容易导致传感器探头的温度下降，从而影响传感器探头的正常工作；另一方面，标气直接冲击探头上的进气口，会使得进气口处存在气压差，可能导致进气口处的气体不均匀，从而引起测量误差；另外，从测试的结果看，标气从上侧通气孔111进、下侧通气孔111出，置换完成所需时间更短，因此标定效率更高，且消耗的气体更少，具体原因考虑与氮氧传感器探头完全插入容纳槽12后的气体分布情况有关，插入状态下，容纳槽12底面与氮氧传感器探头顶端之间存在一定的间距，因此容纳槽12的下侧空间内存在较多的原有气体，若将这部分原有气体从上侧通气孔111排出，则需要花费更长的扩散时间。
46.在一个实施例中，两个通气孔111分别设置在容纳槽12的相对的两侧。可以理解的是，当氮氧传感器探头前端完全插入容纳槽12时，从通气孔111输入的标气将被探头阻挡，不会直接到达对侧，因此对侧气体的流动性较小。本实施例将两个通气孔111设置在相对的两侧，相比于设置在同一侧，可以更好的促进整个容纳槽12内气体的流动，从而更快的排空原有气体，完成标气置换；并且，也便于在对多个容纳槽12内的氮氧传感器探头进行标定时，各容纳槽12之间进气孔1111与出气孔1112的串联。
47.需要说明的是，在一个标定台1上设置多个上述容纳槽12，或将多个上述氮氧传感器标定装置通过简单结构组装为一个整体，均属于本实施例的方案。这些方案与在每个标定台1上只设置一个容纳槽12的方案相比，对标定台1的材料使用率更低，会造成一定的材
料浪费，且增加了装置重量。
48.本实施例在标定台1上设置了容纳槽12和两个与容纳槽12连通的通气孔111，并在两个通气孔111的上侧设置了沿槽壁一圈的环状凹槽121，环状凹槽121内嵌有弹性垫圈2，弹性垫圈2上设有卡接环21和套接筒22，其中，卡接环21嵌入容纳槽12的环状凹槽121内，套接筒22与容纳槽12槽壁抵接。当需要对氮氧传感器探头进行标定时，将氮氧传感器探头通过弹性垫圈2的套接筒22插入容纳槽12内，即可实现对传感器探头的紧固和对容纳槽12槽口的密封；标定完后，可以直接拔出标定好的探头，然后插入新的待标定探头。因此，本实施例可实现对传感器探头的快速固定、密封和更换，且固定、密封和更换过程简单，密封效果好，便于进行批量标定；同时，容纳槽12内的空间小，需要填充的标气量少，标气在容纳槽12内置换完成需要的时间短，既节约了标气资源，也提高了标定效率。
49.在一些实施例中，如图2所示，标定台本体11的外表面上还设有与通气孔111相连通的气管接口13。可以理解的是，在标定台本体11上设置于通气孔111连通的气管接口13，可便于与气管直接套接，且连接处便于密封。优选的，气管接口13的内壁或外壁设有螺纹，以便于直接与气管接头螺纹连接。为便于螺纹连接，气管接口13可设置为圆筒形。
50.在一些实施例中，如图2所示，标定台本体11的底部设有至少一个螺孔1121。可以理解的是，在标定台本体11的底部设置螺孔1121，可便于通过螺栓将标定台1固定于指定的位置，以保证标定台1自身的位置相对稳定，从而保证标定台1在标定过程中以及拔插氮氧传感器探头时的稳定性。优选的，可以在标定台本体11的底部四角各设置一个螺孔1121，或设置更多螺孔1121，以加强固定效果。
51.在一个实施例中，如图2所示，标定台本体11的底部设有安装脚112，所述至少一个螺孔1121设置在安装脚112上。可以理解是，标定台1主要是为了设置容纳槽12，容纳槽12外的标定台本体11尺寸不必设置的太大，以节约制作材料，在这种情况下，标定台本体11上可用于设置螺孔1121的空间较少，且设置螺孔1121容易影响到容纳槽12的结构稳定性。因此，可以在标定台本体11的底部边沿设置安装脚112，具体的，安装脚112可以与标定台本体11固定连接，也可以是与标定台本体11一体成型的，二者之间具有良好的稳定性，再将螺孔1121设置在安装脚112上，以在固定标定台1的同时不影响容纳槽12的结构稳定性。
52.实施例二
53.基于实施例一的发明构思，本实用新型实施例还提供一种氮氧传感器批量标定设备，如图4所示，包括标定箱体301和设置在标定箱体301内的传感器配电模块302、传感器标定控制模块303、配气模块304、显示模块305和至少两个如实施例一中任一种所述的氮氧传感器标定装置306，其中：
54.所述至少两个氮氧传感器标定装置306中的每相邻两个氮氧传感器标定装置306的相邻两个通气孔111之间通过气管相连，所述相连后的所述至少两个氮氧传感器标定装置306的一端通气孔111通过气管连接于配气模块304的配气出口上，另一端通气孔111用于与外部废气回收装置连接。
55.传感器配电模块302，用于给插入氮氧传感器标定装置306的容纳槽12内的氮氧传感器探头供电。
56.传感器标定控制模块303，用于控制氮氧传感器探头工作，并接收和处理传感器探头发出的信号。
57.配气模块304，用于连接外部气源，并为所述至少两个氮氧传感器标定装置306配气。
58.显示模块305，用于显示各模块的参数信息和工作状态。
59.由于该氮氧传感器批量标定设备所解决问题的原理与实施例一中所述的氮氧传感器标定装置的相似，因此该氮氧传感器批量标定设备的实施可以参见实施例一中所述的氮氧传感器标定装置的实施，重复之处不再赘述。
60.在一个实施例中，结合图4和图5所示，本氮氧传感器批量标定设备还包括气室支板307，气室支板307平行于标定箱体301的气室侧壳体3011设置；所述至少两个氮氧传感器标定装置306固定连接在气室支板307与气室侧壳体3011之间；气室侧壳体3011上设有对应于所述至少两个氮氧传感器标定装置306上的容纳槽12的外接通孔30111，且每一个容纳槽12的槽口连接在一个外接通孔30111上。
61.具体的，每一个氮氧传感器标定装置306的两端分别与气室支板307和气室侧壳体3011固定连接，且每一个容纳槽12与一个外接通孔30111相连通。优选的，各氮氧传感器标定装置306在标定箱体301内从下至上成排排列，配气模块304设置在标定箱内的下侧。置换容纳槽12内气体时，配气模块304产生的标气经气管从最下面一排的一个氮氧传感器标定装置306开始进入容纳槽12，逐渐流过每一个氮氧传感器标定装置306的容纳槽12，然后从最上侧的一个氮氧传感器标定装置306流出。可以理解的是，配气模块304的重量较大，设置在标定箱体301内的下侧，结构更稳定。
62.在一个实施例中，结合图4和图5所示，传感器配电模块302和传感器标定控制模块303在标定箱体301的外表面设有与所述至少两个氮氧传感器标定装置306上的容纳槽12相同个数的合成接口30112；每一个合成接口30112用于与一个氮氧传感器的束线接头连接。
63.具体的，合成接口30112包括两个电源端口和两个通讯端口，分别与电源的正负极和控制模块的can(控制器局域网络)总线连接，每个合成接口30112用于与一个氮氧传感器探头连接，使得每个氮氧传感器探头都对应一个测试通道。优选的，各合成接口30112在标定箱体301上从下至上成排排列，且每排合成接口30112的各电源线束成一根电源线缆，每排合成接口30112的各各通讯线束成一根通信线缆，以便于布线。优选的，将合成接口30112也设置在气室侧壳体3011上，以便于氮氧传感器的束线接头与合成接口30112对接。举例来说，标定箱体301内可成排的设置34个氮氧传感器标定装置306，对应的，在气室侧壳体3011上成排的设置34个外接通孔30111，在34个外接通孔30111下方的气室侧壳体3011上成排的设置34个合成接口30112。
64.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。
65.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书
的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式级似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。