[实用新型]荧光氧气传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体传感器，尤其涉及一种荧光氧气传感器。

背景技术

氧气的分析测定广泛应用于实验室、生物学、医学、汽车制造、化工、能源、军事等诸多领域。氧气传感器是所有气体传感器中研究最多、技术最为成熟一类传感器，其年产量已占全部气体传感器的40%以上，位居首位。

随着人们生活水平的提高，健康空调的概念已逐步得到推广，同时对房间空气进行监测并自动换气的需求也日益高涨，为此某些空调厂家已提出了氧吧空调的概念，催生了氧传感器在此领域的大量需求。在汽车领域中，随着汽车发动机电喷化的强制实施以及汽车尾气排放标准的提高，促进了氧传感器在汽车领域的应用，每年用量达上亿只。在冶金化工行业生产过程中用氧传感器对其的氧含量进行监测，以便进一步进行空气气体的调节，达到节能、环保和优质冶炼的目的。随着社会经济以及军事技术的发展与进步，氧传感器及其智能化仪表已经被广泛应用在国防科研、汽车工业、冶金化工、医疗环保、食品酿造等领域。

氧传感器根据工作原理不同可以分为电化学型氧传感器、光纤式氧传感器、热磁式氧传感器、半导体电阻式氧传感器等。目前实用化的氧气传感器主要包括传统电化学原理的含铅氧气传感器、浓差电池型二氧化锆氧传感器、半导体电阻型二氧化钛氧传感器、以及寥寥无几的荧光猝灭原理的光纤氧传感器，不同原理的氧传感器因其各自特性导致其所适用的范围不同。相比之下，光学氧气传感技术因操作简单、灵敏度高、选择性好、不消耗待测物质、易于微型化、使用安全及可进行在线监测等优点备受人们的重视。

荧光学氧气传感器的工作原理是氧气对一些荧光物质的荧光具有猝灭作用，从而导致其荧光强度的降低和荧光寿命的缩短，荧光物质的荧光强度或寿命与氧气浓度成线性关系，通过测定有氧和无氧条件下的荧光强度或者寿命就可以得出氧气的浓度。CN200810070821.7、CN201010532981.6、CN200910205946.0等专利公开了有关光学氧传感器敏感材料的合成方法及可用于光学氧传感器的理论探讨，但仅限于实验阶段，尚未有将此类氧敏感材料用于实用化光学氧传感器，用于对环境中氧气的实时监测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种灵敏度高、线性范围宽、稳定性好，可实现环境中氧气实时测定的荧光氧气传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种荧光氧气传感器，包括具有内腔的壳体及设置在所述壳体内腔中的主电路板、光电元件、光源元件和光敏元件；所述壳体上设有供气体进入所述内腔的数个气体扩散孔；所述光电元件和光源元件分别与所述主电路板电性连接；

所述光敏元件包括基片及由氧荧光敏感发光材料形成在所述基片上的氧荧光敏感发光层；所述光敏元件以所述氧荧光敏感发光层朝向所述光源元件设置在所述光源元件的光路上，所述光源元件发出的光激发所述光敏元件的氧荧光敏感发光层产生荧光，荧光透过所述基片发射到所述光电元件，所述光电元件接收荧光后产生相应的电信号。

优选地，所述荧光氧气传感器还包括滤光元件，所述滤光元件设置在所述光源元件的光路上且位于所述光源元件和光敏元件之间，所述光源元件发出的光经所述滤光元件滤过后再发射到所述光敏元件。

优选地，所述光敏元件与所述光源元件相对平行，所述光电元件平行所述光敏元件和光源元件或相对所述光敏元件和光源元件倾斜而位于所述光敏元件的基片一侧，所述倾斜的角度小于90°；或，

所述光敏元件相对所述光源元件倾斜设置，所述倾斜的角度小于90°；所述光电元件与所述光源元件相对垂直而位于所述光敏元件的基片一侧。

优选地，所述主电路板上设有信号输出管脚及电源供电管脚，所述信号输出管脚和电源供电管脚分别伸出所述壳体。

优选地，所述壳体上设有防水透气膜，所述防水透气膜覆盖在所述气体扩散孔上。

优选地，所述光源元件包括与所述主电路板电性连接的光源调制电路板及电性连接在在所述光源调制电路板上的LED光源。

优选地，所述荧光氧气传感器还包括用于感应所述壳体内温度及气体压力的压力传感元件，所述压力传感元件设置在所述壳体内并与所述主电路板电性连接。

优选地，所述壳体包括底座及盖体，所述盖体与所述底座配合连接形成具有内腔的所述壳体，所述气体扩散孔开设在所述盖体上。

优选地，所述壳体内设有固定座，所述主电路板设置在所述底座与固定座之间，所述光源元件和光敏元件安装在所述固定座上，通过所述固定座设置在所述主电路板上方，所述光电元件位于所述光敏元件的基片一侧而设置在所述主电路板上或所述固定座上。