[实用新型]微型旁热式气敏元件

说明书

本实用新型涉及一种用于可燃性气体的检测、检漏、监控等设备中的传感器用微型旁热式气敏元件。

气敏元件已广泛地应用于国防、交通、电讯和人民生活的各个方面。特别是N型半导体气敏元件，很早就用于可燃性气体的泄漏、检测及报警。这种元件，目前在国内外已经商品化了。但是，由于它的体积大、响应速度慢、电耗高，就限制了它的使用范围。如开发用电脑来识别各种气味，开发气敏色谱检测以及低浓度检测。报警、监控等方面，大型元件是无能为力的，近年来，已经出现了微型直热式气敏元件用于上述各方面。但是，微型直热式气敏元件的技术特性是分散性大，不能制造出标准化的元件，成品率低，只有百分之几，因此成本高，售价比大型元件高十倍。

本实用新型的目的在于克服上述各种气敏元件的不足，提供一种可用于电脑，气敏色谱检测及低浓度检测、报警、监控等方面的微型旁热式气敏元件。

图1为微型旁热式气敏元件的结构示意图；

图2是图1中的气敏件的结构示意图。

图中，1为管座，2为气敏件，3为加热极，4为绝缘层，5为气敏层，6为工作电极。

本实用新型是这样实现的：微型旁热式气敏元件由气敏件2和管座1连接而成，气敏件2采用中部为螺旋线，二端的引出线为直线的加热极3，在加热极3的螺旋部分外包有绝缘层4，绝缘层4外涂有气敏层5，气敏层5的二端设有工作电极6。

其中，加热极3用φ0.04－φ0.06mm的高温镍铬丝绕制成两端为直线，中部为螺旋线的结构，螺旋部分外径为0.2－0.4mm，螺距为0.07mm，圈数为30－100圈。

绝缘层4用加入微量碳酸钠的玻璃粉涂压在加热极3的螺旋部分上，涂完后绝缘层外部为0.4－0.7mm。

工作电极6用同加热极3直径相同的高温镍铬丝绕制成一圈与绝缘层等外径的，二个头分别长10－15mm的两个工作电极6，套在绝缘层4外，并使二个工作电极6的间距在0.5－4.5mm之间。

气敏层5可用不同的气敏材料涂制以检测不同的气体。如涂以二氧化锡气敏材料，用以检测氢气、甲烷气体、一氧化碳气体、汽油、酒精、烟雾等体积较轻的气、味；涂以三氧化铁气敏材料可检测液化气等比重大的气体。气敏材料涂于绝缘层4外，其厚度为0.2－0.4mm，涂气敏层5时，二端要留出一小部分绝缘层。

最后，将制成的气敏件2采用弯钩夹住引线或点焊的方法装于管座1上。

本实用新型的工作原理同大型气敏元件和微型直热式气敏元件的工作原理基本相同，气敏元件是一种“气－电”转换元件，由非化学配比的具有气敏效应的金属氧化物半导体材料烧结而成。如CaO、WO₃、VO₂、SnO₂等，这类金属氧化物在250℃－450℃都具有气敏活性，当与可燃性气体接触时，由于气体与金属氧化物表面上的氧相互作用，产生MO－X的反应使电导率发生变化，其电阻值将由大变小。当去掉可燃性气体的接触时，其MO－X又恢复到原来MO的状态，即电阻值恢复原状，把这种电阻值的变化转变为电信号，只有把传感器的体积做的非常小，才可以对可燃性气体进行定量检测。

本实用新型的实施例如下：

加热极3用φ0.05mm的高温镍铬丝绕制而成，螺旋线部分外径为0.22mm，螺距为0.07mm，圈数为30圈，二端留有5mm长的引线。涂绝缘层4用参入千分之二碳酸钠的玻璃粉作绝缘材料，加入适量的蒸馏水后研细，把研成粘绸状的玻璃浆涂在加热极的螺旋部分上，涂完绝缘层4后外径为0.5mm。用φ0.05mm的高温镍铬丝绕制成一圈φ0.5mm、长10mm的二个工作电极6，套在绝缘层4上，使二个工作电极6间距为0.5mm。用二氧化锡涂气敏层5，其厚度为0.2mm，最后将制成的气敏件2与管座1采用弯钩夹住引线的方法连接（或点焊连接）。

本实用新型体积小，响应速度快，应用范围广，可取代大型气敏原件，并且生产成本低，成品率高达95％，经济效益高，本实用新型可用于分析仪器上做定量分析元件，可检测到PPb级杂质的浓度，是开发气敏色谱，开发低浓度检测、检漏、报警、监控以及开发用电脑来识别各种气味的关键性元件。