一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器及补偿方法

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，特别涉及一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器及补偿方法，属于电化学气体传感器技术领域。

背景技术

电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成，并由一个薄电解层隔开。

电化学气体传感器在使用过程中，检测目标气体浓度时容易受到其它气体的影响，这种影响被称作交叉干扰，交叉干扰会导致气体传感器内的电极发生反应，使得目标气体的读数不准确，因此对于电化学气体传感器而言，交叉干扰气体的种类越少，交叉干扰灵敏度越低，气体传感器越精确，为此，提出一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器及补偿方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器及补偿方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器，包括第一主体组件，所述第一主体组件包括第一壳体、防护膜、毛细孔、外螺纹、过滤板、隔离环、毛细管扩散栅和化学过滤器：

所述防护膜固定连接于所述第一壳体的上表面，所述毛细孔开设于所述第一壳体的上表面，所述外螺纹设置于所述第一壳体的外侧壁，所述过滤板固定连接于第一壳体的内侧壁顶部，所述隔离环固定连接于所述过滤板的下表面，所述毛细管扩散栅固定连接于所述隔离环的下表面，所述化学过滤器可拆卸固定连接于所述毛细管扩散栅的下表面，防护膜能够起到防水防尘的作用，毛细管扩散栅用于控制气体数量；

所述第一主体组件的底部螺纹连接有第二主体组件，所述第二主体组件包括第二壳体、第一工作电极、密封圈和第二工作电极；

所述第一工作电极固定连接于所述第二壳体的内侧壁顶部，所述密封圈固定连接于所述第一工作电极的内侧壁，所述第二工作电极固定连接于所述密封圈的内侧壁，第一工作电极用于检测干扰气体的浓度，第二工作电极用于检测目标气体与干扰气体的浓度。

进一步优选的：所述第二主体组件还包括处理器、引脚、内螺纹、第一隔板、参比电极、第二隔板、对电极、第三隔板和导线；

所述内螺纹设置于所述第二壳体的内侧壁，所述第二壳体与所述第一壳体螺纹连接，通过分体式设计，能够方便更换化学过滤器，避免长期使用导致其性能降低。

进一步优选的：所述处理器安装于所述第二壳体的下表面。

进一步优选的：四个所述引脚对称固定连接于所述第二壳体的下表面。

进一步优选的：所述第一隔板固定连接于所述第二工作电极的下表面。

进一步优选的：所述参比电极固定连接于所述第一隔板的下表面，所述第二隔板固定连接于所述参比电极的下表面。

进一步优选的：所述对电极固定连接于所述第二隔板的下表面，所述第三隔板固定连接于所述对电极的下表面，所述第三隔板固定连接于所述第二壳体的内侧壁。

进一步优选的：四个所述导线的一端固定连接于所述第一工作电极、第二工作电极、参比电极和对电极上，所述第一工作电极、第二工作电极、参比电极和对电极通过所述导线与所述引脚电性连接。

另外，本发明还提供了一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器的补偿方法，包括以下步骤：

S1、待测气体由毛细孔进入传感器内部，通过过滤板吸附去除部分干扰气体；

S2、剩余气体通过毛细管扩散栅控制数量后，通过化学过滤器与剩余干扰气体反应，进一步去除干扰气体；

S3、通过第二工作电极检测目标气体与干扰气体的浓度，通过第一工作电极检测干扰气体的浓度，并通过浓度数据对比得到目标气体准确浓度。

进一步优选的：在所述S3中，若干扰气体能够在第一工作电极上完全反应，通过浓度相减得到补偿后的数据，若不能完全反应，按照一定系数计算后相减得到补偿数据，所述第一工作电极和第二工作电极根据目标气体与干扰气体的化学性质选择不同材料。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

一、本发明通过过滤板和化学过滤器去除待测气体中的干扰气体，减少干扰气体对检测结果的影响，提高检测精度，通过分体式设计，能够方便更换化学过滤器，避免长期使用导致其性能降低。

二、本发明通过第一工作电极和第二工作电极分别检测干扰气体的浓度以及目标气体与干扰气体的浓度，并通过数据对比进行干扰补偿，保证电化学气体传感器的读数准确性。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的仰视结构图；

图3为本发明的拆除防护膜后结构图；

图4为本发明的第一壳体内部结构图；

图5为本发明的第二壳体放大结构图；

图6为本发明的第二壳体内部结构图。

附图标记：10、第一主体组件；11、第一壳体；12、防护膜；13、毛细孔；14、外螺纹；15、过滤板；16、隔离环；17、毛细管扩散栅；18、化学过滤器；20、第二主体组件；21、第二壳体；22、处理器；23、引脚；24、内螺纹；25、第一工作电极；26、密封圈；27、第二工作电极；28、第一隔板；29、参比电极；210、第二隔板；211、对电极；212、第三隔板；213、导线。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1－6所示，本发明实施例提供了一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器，包括第一主体组件10，第一主体组件10包括第一壳体11、防护膜12、毛细孔13、外螺纹14、过滤板15、隔离环16、毛细管扩散栅17和化学过滤器18：

防护膜12固定连接于第一壳体11的上表面，毛细孔13开设于第一壳体11的上表面，外螺纹14设置于第一壳体11的外侧壁，过滤板15固定连接于第一壳体11的内侧壁顶部，隔离环16固定连接于过滤板15的下表面，毛细管扩散栅17固定连接于隔离环16的下表面，化学过滤器18可拆卸固定连接于毛细管扩散栅17的下表面，防护膜12能够起到防水防尘的作用，毛细管扩散栅17用于控制气体数量；

第一主体组件10的底部螺纹连接有第二主体组件20，第二主体组件20包括第二壳体21、第一工作电极25、密封圈26和第二工作电极27；

第一工作电极25固定连接于第二壳体21的内侧壁顶部，密封圈26固定连接于第一工作电极25的内侧壁，第二工作电极27固定连接于密封圈26的内侧壁，第一工作电极25用于检测干扰气体的浓度。

本实施例中，具体的：第二主体组件20还包括处理器22、引脚23、内螺纹24、第一隔板28、参比电极29、第二隔板210、对电极211、第三隔板212和导线213；

内螺纹24设置于第二壳体21的内侧壁，第二壳体21与第一壳体11螺纹连接，通过外螺纹14与内螺纹24相互配合，使第二壳体21与第一壳体11螺纹连接，以便于更换化学过滤器18，避免长期使用导致其性能降低。

本实施例中，具体的：处理器22安装于第二壳体21的下表面，处理器22用于处理电信号，并根据电信号传输的数据对补偿数值进行计算。

本实施例中，具体的：四个引脚23对称固定连接于第二壳体21的下表面，引脚23用于输出电数字信号。

本实施例中，具体的：第一隔板28固定连接于第二工作电极27的下表面，第二工作电极27用于检测目标气体与干扰气体的浓度。

本实施例中，具体的：参比电极29固定连接于第一隔板28的下表面，第二隔板210固定连接于参比电极29的下表面，参比电极29用于测量第一工作电极25和第二工作电极27的电势时作为参照比较。

本实施例中，具体的：对电极211固定连接于第二隔板210的下表面，第三隔板212固定连接于对电极211的下表面，第三隔板212固定连接于第二壳体21的内侧壁，对电极211与工作电极组成回路以通过电流。

本实施例中，具体的：四个导线213的一端固定连接于第一工作电极25、第二工作电极27、参比电极29和对电极211上，第一工作电极25、第二工作电极27、参比电极29和对电极211通过导线213与引脚23电性连接。

另外，本发明还提供了一种具有干扰补偿功能的电化学气体传感器的补偿方法，包括以下步骤：

S1、待测气体由毛细孔13进入传感器内部，通过过滤板15吸附去除部分干扰气体；

S2、剩余气体通过毛细管扩散栅17控制数量后，通过化学过滤器18与剩余干扰气体反应，进一步去除干扰气体；

S3、通过第二工作电极27检测目标气体与干扰气体的浓度，通过第一工作电极25检测干扰气体的浓度，并通过浓度数据对比得到目标气体准确浓度。

本实施例中，具体的：在S3中，若干扰气体能够在第一工作电极25上完全反应，通过浓度相减得到补偿后的数据，若不能完全反应，按照一定系数计算后相减得到补偿数据，第一工作电极25和第二工作电极27根据目标气体与干扰气体的化学性质选择不同材料。

本发明在工作时：待测气体由毛细孔13进入传感器内部，通过防护膜12防止灰尘和水分进入，通过过滤板15吸附去除部分干扰气体，剩余气体通过毛细管扩散栅17控制数量后，通过化学过滤器18与剩余干扰气体反应，进一步去除干扰气体，通过第二工作电极27检测目标气体与干扰气体的浓度，通过第一工作电极25检测干扰气体的浓度，并通过浓度数据对比得到目标气体准确浓度，若干扰气体能够在第一工作电极25上完全反应，通过浓度相减得到补偿后的数据，若不能完全反应，按照一定系数计算后相减得到补偿数据，证电化学气体传感器的读数准确性，电化学气体传感器长期使用后，可通过拆卸第一壳体11和第二壳体21对化学过滤器18进行更换，避免长期使用导致其性能降低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。