一种抗震型氢气传感器及其抗震方法与流程

本发明涉及一种传感器，具体是一种抗震型氢气传感器及其抗震方法。

背景技术：

1、随着社会的进步和人们生活水平的提高，汽车在人们的日常生产和生活中扮演着越来越重要的角色。传统汽车都是以石油作为动力能源，石油燃烧后以co、co2、no、no2、so2、碳氢化合物、粉尘颗粒物等作为终产物排放到大气中。随着汽车保有量的逐年增加，世界各国的能源危机和大气污染越来越严重，据统计大气污染50％都是由汽车排放的尾气引起的。虽然各国都在采用限行、收取拥堵费等一系列的措施来改善由汽车尾气引起的大气污染，但是根本解决之道还是在汽车本身，只有解决汽车排放的问题才能根治大气污染。所以世界各国都在大力推广新能源汽车，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

2、目前的新能源汽车主要包括燃料电池车以及电动汽车。燃料电池车是以纯氢气为能源，结合燃料电池的动力性能开发出发的新能源汽车；电动汽车是指以蓄电池为动力行驶的用电机驱动的汽车。二者的工作原理虽然不同，但是都是零排放，适合于大力推广。新能源汽车有别于传统汽车，不光体现在动力源、技术、排放物等方面，在汽车制造过程中也有一些细节需要注意，比如燃料电池车使用纯氢气作为燃料，在车内有储氢罐，这就对储氢罐以及管路的密封性提出了要求，一旦发生泄漏后果不堪设想；目前的电动汽车普遍采用锂离子电池作为动力源，锂电池在过冲或短路时电池内部物质发生分解会产生氢气，同时作为电池温度管理主要手段的冷却液在充电电压达到一定等级时也会发生分解产生氢气。氢气是一种无色、无味、无毒、易燃易爆的气体，当空气中的氢气含量达到4％时就会发生爆炸。氢气由于无色无味，燃烧时火焰是透明的，因此其存在不易被感官发现，具有巨大的危险性，所以在新能源汽车上需要安装氢气监测单元，以达到实时在线检测氢气泄漏或

3、生成情况，为人车安全保驾护航。

4、结合汽车这个特殊的应用场景，要求所使用的氢气传感器除满足对一般安全监测领域所使用气体传感器的通用要求外，还应该适应汽车这个特殊的应用场景，具有较好的抗震性，避免出现因车辆震动大而导致的性能衰减。

5、目前常用的氢气传感器有电化学式氢气传感器、燃料电池式氢气传感器、催化燃烧式氢气传感器、半导体式氢气传感器。在上述各种原理的氢气传感器中只有燃料电池式氢气传感器具有一定的抗震性，但是由于其使用的是微型燃料电池原理，响应时间非常长，如深安旭公司生产的燃料电池型氢气传感器，其达到80％跃迁所需要的时间有10分钟之久，完全无法应用于安全监测领域。催化燃烧式传感器和半导体式传感器检测原理基本相同，这种类型的传感器虽然造价比较低，但是由于这两种传感器内部都含有铂丝起加热的作用，所以在震动强烈的情况下铂丝会出现断裂的现象从而导致整个传感器失灵。

6、电化学传感器利用定电位电解法进行气体检测，由工作电极、对电极、参比电极和电解质层组成，三个电极与电解质层之间呈多层三明治的结构层叠在一起。其中工作电极是待测气体发生化学反应的地方；对电极是氧气发生反应的地方，并且和工作电极上的反应一起形成反应的闭环型；参比电极用来提供稳定的电势零点，防止检测结果受阴极极化以及氧气在对电极上的反应的影响。电解质层提供质子传递通道，保证整个反应可以顺利进行，一般选择液体电解质充当电解液，形成电解质层。为了提高氢气传感器的信噪比，电化学传感器采用多孔形式的气体隔离膜充当氢气传感器与外界环境的隔离屏障，在增加气体进入量的同时液体电解质中的水分也会很好的与外界环境进行交换。当把氢气传感器用于存在强烈震动的场合时充当电解质的液体溶液会成泡沫状飞出，一来导致电极脱离电解质引起传质不畅的问题；二来呈泡沫状飞出的电解质会通过o型圈的边缘溢出导致传感器出现漏液现象。除此之外即使是在正常使用中环境湿度的变化也会影响电解质的浓度，使其出现电解质干涸或者泄漏的现象，当氢气传感器出现上述现象时，性能会出现大幅度衰减，泄漏出来的溶液会引起环境污染，严重的会给使用人员带来烧伤、灼伤等一系列的伤害。

7、在专利号为cn 108254428 a的发明说明书中公开了一种抗震的氢气传感器，该申请将电解质体设置成固体，虽然在一定程度上解决了上述的问题，但是由于传感器的内外并未形成气流通路，导致环境中的氢气在进入到传感器内部时，需要一定的时间，从而造成延迟，降低了氢气传感器的灵敏性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种抗震型氢气传感器及其抗震方法，来解决实际使用中，遇到的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种抗震型氢气传感器，包括对电极、气体隔离膜、工作电极、参比电极、电解质体和传感器壳体，所述对电极、气体隔离膜、工作电极、参比电极和电解质体均设置在传感器壳体中，传感器壳体的底部固定连接有针脚，且针脚通过导线与对电极、工作电极、参比电极电性连接，电解质体为固态电解质，有效防止因震动而发生泄漏等问题，使得传感器具有良好的抗震性，传感器壳体的前端面安装有可上下滑动的活动盖板，活动盖板上开设有进气口，且传感器壳体的侧面底部开设有出气口，通过出气口和进气口的设置，使传感器壳体的内外形成气体通路，增加空气进入到传感器壳体内的效率，从而提高传感器的反应速度，提高传感器的灵敏度。

4、优选的：所述进气口包括进气筒、螺纹筒和设置在螺纹筒内的缓冲滤网，进气筒一端固定连接在活动盖板上，进气筒的另一端固定连接有螺纹座，螺纹座上螺纹连接有螺纹筒，螺纹筒的端部固定连接有转动把手，螺纹筒的内部滑动连接有活动环，活动环与弹簧的一端固定连接，弹簧的另一端与转动把手固定连接，活动环上固定连接有缓冲滤网，通过缓冲滤网的设置，对进入到传感器壳体内的气体进行缓冲和过滤，既能避免杂物进入到传感器内，又能对气体进行缓冲，从而有效避免了气流较大时，冲击传感器而造成的震动，实现了抗震传感器的抗震功能。

5、优选的：所述转动把手的内径小于螺纹筒的内径，且螺纹筒的内径和进气筒的内径相同。

6、优选的：所述进气筒内固定连接有风扇，通过风扇将传感器壳体外的气体送进传感器壳体内。

7、优选的：所述活动盖板的两侧均开设有竖直设置的滑槽，传感器壳体的两侧顶部均固定连接有连接座，连接座上均固定连接有销钉，且销钉滑动连接在滑槽内，销钉的端部固定连接有限位块，且销钉的长度与活动盖板的厚度相同，通过限位块的设置，将活动盖板和传感器壳体滑动连接在一起，传感器壳体的顶面两端均通过销轴转动连接有挡块，通过挡块的设置，对活动盖板进行固定，且传感器壳体的底部固定连接有底托，通过底托的设置，对活动盖板进行支撑。

8、优选的：所述活动盖板的底面两端均固定连接有插脚，且底托上开设有供插脚插入的插槽，活动盖板滑动到底部时，插脚插入到插槽中，并通过挡块对活动盖板进行限定，从而有效提高了活动盖板在闭合到传感器壳体上时的稳定性。

9、一种抗震型氢气传感器的抗震方法，包括如下部分：

10、a.通过设置固态的电解质，有效防止因震动而发生泄漏等问题，使得传感器具有良好的抗震性；

11、b.通过对进气口的结构设计，对进入到传感器内的气体进行缓冲，从而有效避免了气流较大时，冲击传感器而造成的震动。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、本发明通过将电解质体设置成固体，从而有效防止因震动而发生泄漏等问题，使得传感器具有良好的抗震性。

14、本发明通过设置进气口和出气口，并在进气口内设置风扇，使传感器壳体的内外形成气体通路，增加空气进入到传感器壳体内的效率，从而提高传感器的反应速度，提高传感器的灵敏度。

15、本发明通过对进气口的结构设计，对进入到传感器内的气体进行缓冲，从而有效避免了气流较大时，冲击传感器而造成的震动。