一种可控温半导体气体传感器的制作方法

本技术涉及气体传感器，特别是一种可控温半导体气体传感器。

背景技术：

1、气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置。主要是利用半导体气敏元件作为敏感元件，当所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，半导体气体传感器广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测装置，适用于甲烷、液化气、氢气等可燃气体的检测。

2、半导体气敏元件作为一种新型器件，对它的工作原理存在两种科学解释。一种解释是：当半导体气敏元件与可燃气体接触时，在它的表面将产生化学反应而放出热量，使元件升温而改变电阻率；另一种解释是：被测气体与半导体部分之间产生载流子交换而引起电阻变化。通常采用预热电阻使半导体气敏元件表面升温和掺杂过渡金属化合物的方法来提高灵敏度和扩大测量范围。

3、由此可知，半导体气敏元件的工作，需要控制温度来达到提高灵敏度和扩大测量范围的效果。半导体气敏元件一般采用陶瓷管电极，引线为铂丝材料，加热丝(预热电阻)为镍铬材料，在其工作过程中，加热丝的温度控制方式上是在控制器上输入想要的温度，然后控制器输出一定的电信号(通常以调节加热丝两端的电压大小来控制加热丝的温度高低)，最后达到预设的加热温度。但是，这样的温度控制方式经常会出现温度误差，导致半导体气敏元件不够精准，亟需一种可以直观显示半导体气敏元件温度，并且精准控制半导体气敏元件的气体传感器。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种可控温半导体气体传感器，以解决半导体气敏元件的温度控制方式经常会出现温度误差，导致半导体气敏元件不够精准的问题。

2、为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种可控温半导体气体传感器，包括气体传感器和与所述气体传感器电连接的控温仪，所述气体传感器包括基座和半导体气敏元件，所述基座通过输出导线与所述半导体气敏元件电连接，所述基座上通过输入导线电连接有加热丝和热电偶，所述加热丝安装在所述半导体气敏元件的陶瓷管内，所述加热丝和所述热电偶分别通过电源引线和补偿导线与所述控温仪电连接。

4、进一步的技术方案是：所述半导体气敏元件为陶瓷管电极。

5、进一步的技术方案是：所述气体传感器包括：

6、胶木顶座，所述胶木顶座上设置有顶座电极插针，顶座电极插针包括加热正极、加热负极、a组正极、a组负极、b组正极和b组负极；

7、陶瓷座，所述陶瓷座上设置有电极插孔，电极插孔包括加热正极插孔、加热负极插孔、a组正极插孔、a组负极插孔、b组正极插孔和b组负极插孔；

8、胶木底座，所述胶木底座上设置有底座电极插针，底座电极插针包括a组正极插针、a组负极插针、b组正极插针和b组负极插针；

9、a组正极插针、a组负极插针、b组正极插针和b组负极插针分别穿过a组正极插孔、a组负极插孔、b组正极插孔和b组负极插孔与a组正极、a组负极、b组正极和b组负极电连接；

10、加热正极和加热负极上电连接有加热丝，所述加热丝安装在所述陶瓷管电极的陶瓷管内，所述陶瓷管电极分别与a组正极、a组负极、b组正极和b组负极电连接；

11、所述胶木底座上设置有热电偶，所述热电偶通过第一通孔和第二通孔依次穿过所述陶瓷座和所述胶木顶座，所述热电偶的感应端靠近所述陶瓷管电极；

12、所述控温仪电连接所述热电偶，所述控温仪电连接且协调控制所述加热丝的温度。

13、进一步的技术方案是：所述胶木顶座、所述陶瓷座和所述胶木底座同心设置且自下安装。

14、进一步的技术方案是：所述陶瓷座和所述胶木底座之间设置有用于引出电源引线和补偿导线的空间。

15、进一步的技术方案是：所述控温仪为工业pid温度控制器。

16、与现有技术相比，本实用新型至少能达到以下有益效果之一的是：

17、本实用新型提出一种可控温半导体气体传感器，在气体传感器的内部安装用于监控半导体气敏元件温度的热电偶，并结合现有的控温仪，以实现在线全程温度监测和精准控制的目的，极大保证了气体传感器的精准度和灵敏度，提高其工作的安全性和稳定性。

18、该气体传感器中的加热丝的安装结构与传统技术不同，该加热丝直接安装在半导体气敏元件的陶瓷管内，可以直接作用于半导体气敏元件，响应快，温度控制精准。

19、该热电偶采用预设孔的安装方式，拆换简单，气体传感器内部不用增设额外的安装结构，做到精简化。

技术特征：

1.一种可控温半导体气体传感器，包括气体传感器和与所述气体传感器电连接的控温仪，其特征在于：所述气体传感器包括基座(10)和半导体气敏元件，所述基座(10)通过输出导线与所述半导体气敏元件电连接，所述基座(10)上通过输入导线电连接有加热丝(77)和热电偶(22)，所述加热丝(77)安装在所述半导体气敏元件的陶瓷管内，所述加热丝(77)和所述热电偶(22)分别通过电源引线(8)和补偿导线(21)与所述控温仪(9)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可控温半导体气体传感器，其特征在于：所述半导体气敏元件为陶瓷管电极(6)。

3.根据权利要求2所述的一种可控温半导体气体传感器，其特征在于，所述气体传感器包括：

4.根据权利要求3所述的一种可控温半导体气体传感器，其特征在于：所述胶木顶座(1)、所述陶瓷座(2)和所述胶木底座(3)同心设置且自下安装。

5.根据权利要求3所述的一种可控温半导体气体传感器，其特征在于：所述陶瓷座(2)和所述胶木底座(3)之间设置有用于引出电源引线(8)和补偿导线(21)的空间。

6.根据权利要求1所述的一种可控温半导体气体传感器，其特征在于：所述控温仪为工业pid温度控制器。

技术总结
本技术公开了一种可控温半导体气体传感器，包括气体传感器和与所述气体传感器电连接的控温仪，所述气体传感器包括基座和半导体气敏元件，所述基座通过输出导线与所述半导体气敏元件电连接，所述基座上通过输入导线电连接有加热丝和热电偶，所述加热丝安装在所述半导体气敏元件的陶瓷管内，所述加热丝和所述热电偶分别通过电源引线和补偿导线与所述控温仪电连接。在气体传感器的内部安装用于监控半导体气敏元件温度的热电偶，并结合现有的控温仪，以实现在线全程温度监测和精准控制的目的，极大保证了气体传感器的精准度和灵敏度，提高其工作的安全性和稳定性，并且响应快，温度控制精准。

技术研发人员：赵现军,张国军
受保护的技术使用者：巩义市科瑞仪器有限公司
技术研发日：20230603
技术公布日：2024/1/15