低延时灵敏气体传感器的制作方法

本技术涉及传感器领域，具体涉及气体探测传感器。

背景技术：

1、气体探测器是一种应用广泛的探测器。气体环境是，人类生活、设备实验、设备工作，的重要环境。气体环境因素，对人类生活、设备实验、设备工作，具有重要影响。

2、现有的气体探测器，广泛采用常规的气体传感器，具有结构简洁、成本低、运行稳定等特点。

3、但是，现有的气体传感器，为了简洁、成本低、运行稳定等设计要求，广泛采用气体自然扩散的方式进行感应。也就是说，要气体自然扩散到传感器处，才能输出感应数据。

4、这就造成了传感器响应速度慢、灵敏度偏低的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种低延时灵敏气体传感器，以解决上述至少一个技术问题。

2、本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3、低延时灵敏气体传感器，包括一产生感应信号的气体传感元件，其特征在于，还包括一振荡电路，振荡电路联接一振动式气流驱动装置；

4、振动式气流驱动装置包括一电磁铁，电磁铁包括一受电磁驱动的活动部件；

5、所述活动部件连接有一促使气体流动的气体驱动层；

6、所述气体驱动层朝向所述气体传感元件。

7、通过一用于产生振荡信号的振荡电路，驱动振动式气流驱动装置产生振动，振动式气流驱动装置的振动带动空气流动；

8、所述振动式气流驱动装置的气体驱动层朝向所述气体传感元件，进而带动更多气流流经所述气体传感元件。

9、通过上述设计：一来，使更多的气流流经气体传感元件，提高敏感度；二来，由于不再是传统的气体自然扩散，而是驱动气体流动，可以使外界气体更快速的流到气体传感元件处，使反应更加迅速。

10、这样一来，可以使气体传感元件在待测气体浓度更低的情况下，更快的做出响应。

11、气体传感元件可以是有害气体传感器、可燃气体传感器等气体传感器中的至少一种。

12、所述有害气体传感元件可以是甲醛传感器、一氧化碳传感器、毒气传感器，中的至少一种。

13、所述可燃气体传感元件可以是甲烷传感器、酒精传感器，中的至少一种。

14、更具体的，所述可燃气体传感器可以是，天然气传感器、液化气传感器、煤气传感器、乙炔传感器、氢气传感器，中的至少一种。

15、本专利中采用了振动式气流驱动装置来驱动气流，而不是通过风扇来进行驱动。具有可靠性高、成本低、结构简单、安全性高等特点。

16、采用风扇的设计，需要用电动机进行驱动。电动机的使用寿命，远远低于振动式气流驱动装置的使用寿命。特别是，在有油污的环境中，电动机的转轴容易被油污黏住，影响工作。而振动式气流驱动装置，则不会因为油污影响工作。因此，具有可靠性高的特点。

17、振动式气流驱动装置，如扬声器结构的成本，低于电动机的成本。而且振动式气流驱动装置安装更加简便。所以具有成本更低、结构简单的特点。

18、更重要的是，电动机一般具有换相片，所以产生火花的可能性，对于本身处于可能具有可燃气体环境中的气体传感器，如果自身可能产生电火花，则是非常危险的事情。

19、另外，电动机在转轴受到阻碍，比如油污黏住或者其他阻碍时，会产生发热现象，也是危险的。

20、而振动式气流驱动装置，没有换相片，也不会因为受到阻碍而发热。所以具有极强的安全性。

21、所述振动式气流驱动装置与所述气体传感元件的距离小于5cm。

22、以便于对气体传感元件产生更强的气流。

23、本专利中的振动式气流驱动装置，包括一固定环；所述气体驱动层采用具有弹性的振动膜，所述气体驱动层固定在所述固定环上；

24、所述电磁铁包括一电磁线圈和一磁性部件；

25、所述振荡电路连接所述电磁线圈；

26、所述电磁线圈和磁性部件中的一个部件设置在所述气体驱动层上。

27、通过振荡电路输出电流驱动电磁线圈产生磁场，在磁场作用下电磁线圈和磁性部件产生相对运动，进而带动气体驱动层产生振动。

28、优选为，所述电磁线圈和磁性部件中的一个部件设置在所述气体驱动层上，且位于固定环的环绕范围内。以提高牢固度和稳定性。

29、振荡电路，选取振荡频率低于20赫兹的振荡电路。

30、以避免发出人耳挺大的声音，避免对人产生影响。

31、更进一步，振荡电路优选为，大于0.5赫兹低于15赫兹的振荡电路。

32、这个频段的振动，对于气体驱动层，便于产生更长的回弹时间，更易于产生共振，产生更强气流。

33、所述气体驱动层与振荡电路为共振结构。通过产生共振，在降低能耗，降低体积的情况下，产生更强气流。

34、在振动式气流驱动装置的气流输出方向的前方，设置所述气体传感元件，在气体传感元件的前方再设置一阻碍气流的挡片；

35、所述气体传感元件位于所述振动式气流驱动装置与挡片之间的位置。

36、通过上述设计，可以使振动式气流驱动装置驱动的气流流经所述气体传感元件后，进行一些反弹，提高气流量。

37、另外，由于挡片的存在，还为增加所述气体传感元件处的气体压强提供了基础。有利于进一步提高灵敏度和缩短反应时间。

38、所述气体传感元件的侧面，不被振动式气流驱动装置和挡片遮挡。且不被遮挡的侧面面积，占到整个侧面面积的二分之一以上。

39、以便于其他方向的气流向所述气体传感元件扩散或者渗透。同时也为振动式气流驱动装置驱动的气流，提供了出处。

40、所述气体传感元件设置有防尘罩，所述挡片设置在防尘罩上。

41、所述防尘罩为向气体传感元件方向弯曲的曲面结构。

42、增强气体传感元件方向的气流和气压。

43、实现一体化的简洁结构，降低成本，便于安装。

44、气流驱动装置的出气位置，与气体传感元件的距离小于1cm。

45、便于气流集中流动到气体传感元件。

46、气流驱动装置的出气位置可以是，气体驱动层的位置，或是为气流驱动装置的气流进行导流的导流装置的出气位置，中的一个位置。

47、气流驱动装置的出气位置，与气体传感元件的距离小于1cm。

48、具体实施例一：

49、所述振动式气流驱动装置的气体驱动层上设置有一气体单向阀；所述气体单向阀为气流导通方向，朝向气体传感元件的气体单向阀。

50、通过在振动式气流驱动装置上设置气体单向阀，使振动式气流驱动装置的振动可以产生更多的流向气体传感元件的气流。

51、所述气体传感元件设置在所述气体驱动层前方；

52、所述气体单向阀包括，至少一个设置在所述气体驱动层上的通孔，以及一设置在所述通孔处的一活动膜层。

53、上述设计中，在振动式气流驱动装置的气体驱动层上，直接生成了气体单向阀。具有结构简单、成本低等特点。还因为构件更少，阻力更少，具有工作更灵敏、性能更可靠等特点。

54、更进一步，所述气体单向阀包括，至少一个设置在所述气体驱动层上的通孔，以及一贴在所述通孔的前方的一柔性塑料膜。

55、进一步保证，低成本、更灵敏度和性能可靠。

56、具体实施例二：

57、更进一步，还设置有一气流导向管道；所述气流导向管道具有进气口和出气口；

58、所述出气口朝向所述气体传感元件；

59、所述振动式气流驱动装置接入所述气流导向管道。

60、通过气流导向管道，将气流集中，使振动式气流驱动装置可以驱动更多的气流流经气体传感元件，提高灵敏度和提高响应速度。

61、所述气流导向管道的进气口的开口面积大于出气口的开口面积。

62、以便于出气口的气流更加集中的流向气体传感元件。

63、所述气流导向管道的宽度大于高度，进气口条状的进气口；气体驱动层采用宽度大于高度的气体驱动层。

64、通过扁平化结构，降低整体厚度，避免设备整体的体积增加。降低因为厚度增加，对气体方向到气体传感元件的气流的流动阻碍。

65、所述气流导向管道的末端为漏斗形结构，所述出气口位于漏斗形结构的小口处。

66、采用漏斗形结构以便于降低空气阻力。

67、而且，因为漏斗形结构，并没有在出气口骤然缩小面积或体积，而是逐步缩小，所以对从侧面流经气体传感元件的气体，几乎没有阻碍。虽然相对于骤然骤然缩小面积或体积成本更高，但是具有更好的传感效果。

68、在气流导向管道的进气口和出气口之间还设置有一气体单向阀。以进一步提高气流量。

69、可以设置为，所述进气口和所述出气口，均在所述气体驱动层的前方；所述进气口设置有，气流导通方向朝向气流导向管道内的气体单向阀。

70、以便于在所述气体驱动层振荡时，通过进气口进气，而尽量不通过进气口出去，提高出气口的气流量。

71、优选设置为，所述气体驱动层遮挡在气流导向管道的进气口与所述出气口之间；所述进气口位于所述气体驱动层的后方，所述出气口位于所述气体驱动层的前方；

72、所述气体单向阀设置在所述气体驱动层上。

73、更进一步，进气口设置有另一气流单向阀，所述另一气流单向阀为气流导通方向朝向出气口的单向阀。

74、在气体驱动层前推时打开进气，收回时闭合，使吸入的气流经过所述气体单向阀流动，为推向出气口做准备。

75、这一设计可以为气体传感元件提供更强的气流量或者气压。

76、所述进气口设置有过滤层。便于保证气流清洁。

77、更进一步优选为，所述气体驱动层设置在气流导向管道的进气口处；所述出气口位于所述气体驱动层的前方；所述气体单向阀设置在所述气体驱动层上。

78、这一设计，使气流流经气体驱动层前，不必受到管路的限制。

79、所述气体传感元件固定在电路板上方，所述振动式气流驱动装置设置在所述气体传感元件的侧面。

80、这一设计便于电路布局，便于降低设备厚度，并且不会对其他方向流入气体传感元件的气流产生遮挡，进一步保证了感应性能。

81、所述振动式气流驱动装置的气体驱动层上设置有一气体单向阀；所述气体单向阀为气流导通方向，朝向气体传感元件的气体单向阀。

82、通过在振动式气流驱动装置上设置气体单向阀，使振动式气流驱动装置的振动可以产生更多的流向气体传感元件的气流。

83、所述气体传感元件设置在所述气体驱动层前方；

84、所述气体单向阀包括，至少一个设置在所述气体驱动层上的通孔，以及一设置在所述通孔的前方的一活动膜层。

85、上述设计中，在振动式气流驱动装置的气体驱动层上，直接生成了气体单向阀。具有结构简单、成本低等特点。还因为构件更少，阻力更少，具有工作更灵敏、性能更可靠等特点。

86、更进一步，所述气体单向阀包括，至少一个设置在所述气体驱动层上的通孔，以及一贴在所述通孔的前方的一柔性塑料膜。

87、进一步保证，低成本、更灵敏度和性能可靠。

88、所述气体传感元件采用，感应天然气、煤气传、一氧化碳、液化气，中至少一种气体的传感器时，振动式气流驱动装置位于所述气体传感元件的上方位置。

89、可以有效的将，比重小容易上浮的气体更多的推入气体传感元件，提高感应灵敏度。

90、所述气体传感元件采用，感应比空气比重大的气体的传感器时，振动式气流驱动装置位于所述气体传感元件的下方位置。

91、感应比空气比重大的气体的传感器，如液化石油气传感器。

92、可以将比重大容易下沉的气体更多的推入气体传感元件，提高感应灵敏度。

93、低延时灵敏气体探测器，包括电路系统和气体传感器，其特征在于，所述气体传感器采用低延时灵敏气体传感器；

94、低延时灵敏气体传感器，包括一产生感应信号的气体传感元件，还包括一振荡电路，振荡电路联接一振动式气流驱动装置；

95、振动式气流驱动装置包括一电磁铁，电磁铁包括一受电磁驱动的活动部件；

96、所述活动部件连接有一促使气体流动的气体驱动层。

97、通过上述设计：一来，使更多的气流流经气体传感元件，提高敏感度；二来，由于不再是传统的气体自然扩散，而是驱动气体流动，可以使外界气体更快速的流到气体传感元件处，使反应更加迅速。

98、这样一来，可以使气体传感元件在待测气体浓度更低的情况下，更快的做出响应。

技术特征：

1.低延时灵敏气体传感器，包括一产生感应信号的气体传感元件，其特征在于，还包括一振荡电路，振荡电路联接一振动式气流驱动装置；

2.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，通过一用于产生振荡信号的振荡电路，驱动振动式气流驱动装置产生振动，振动式气流驱动装置的振动带动空气流动；

3.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，所述振动式气流驱动装置与所述气体传感元件的距离小于5cm。

4.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，振荡电路选为，振荡频率大于0.5赫兹低于15赫兹的振荡电路。

5.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，在振动式气流驱动装置的气流输出方向的前方，设置所述气体传感元件，在气体传感元件的前方再设置一阻碍气流的挡片；

6.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，所述振动式气流驱动装置的气体驱动层上设置有一气体单向阀；所述气体单向阀为气流导通方向，朝向气体传感元件的气体单向阀。

7.根据权利要求6所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，所述气体传感元件设置在所述气体驱动层前方；

8.根据权利要求1所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，还设置有一气流导向管道；所述气流导向管道具有进气口和出气口；

9.根据权利要求8所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，所述进气口和所述出气口，均在所述气体驱动层的前方；所述进气口设置有，气流导通方向朝向气流导向管道内的气体单向阀。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的低延时灵敏气体传感器，其特征在于，气流驱动装置的出气位置是，气体驱动层的位置，或是为气流驱动装置的气流进行导流的导流装置的出气位置，中的一个位置；气流驱动装置的出气位置，与气体传感元件的距离小于1cm。

技术总结
本技术涉及传感器领域，具体涉及气体探测传感器。低延时灵敏气体探测器，包括电路系统和气体传感器，所述气体传感器采用低延时灵敏气体传感器；低延时灵敏气体传感器，包括一产生感应信号的气体传感元件，还包括一振荡电路，振荡电路联接一振动式气流驱动装置；振动式气流驱动装置包括一电磁铁，电磁铁包括一受电磁驱动的活动部件；所述活动部件连接有一促使气体流动的气体驱动层。通过一用于产生振荡信号的振荡电路，驱动振动式气流驱动装置产生振动，振动式气流驱动装置的振动带动空气流动；所述振动式气流驱动装置的气体驱动层朝向所述气体传感元件，进而带动更多气流流经所述气体传感元件。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海熵科能源有限公司
技术研发日：20240126
技术公布日：2024/9/23