一氧化碳传感器的制作方法

1.本实用新型涉及气体传感器领域，更具体地，本实用新型涉及一种一氧化碳传感器。


背景技术：

2.一氧化碳传感器常用于各种领域以用于检测一氧化碳泄漏，其原理为监测一氧化碳与水的反应所产生的电压。现有的一氧化碳传感器一般包括容水腔以容纳用于与一氧化碳反应的水。为了满足一氧化碳传感器的设计寿命(可长至十年)，容水腔一般包括较大的容积，这导致整个一氧化碳传感器的体积较大。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
4.根据一方面，提供了一种一氧化碳传感器，包括：
5.主壳体；
6.设置在所述主壳体内的下支撑板，所述下支撑板将所述主壳体分为所述下支撑板下方的容水腔和所述下支撑板上方的反应腔，所述容水腔中具有水；
7.设置在所述下支撑板上所述反应腔中的多层膜组件；以及
8.所述多层膜组件上的盖组件，所述盖组件包括：顶盖、上支撑板、所述顶盖和上支撑板之间的过滤体以及包裹在所述顶盖和上支撑板外圈的密封圈；
9.其中，所述主壳体顶部形成有卷边部，所述卷边部向所述下支撑板压缩所述盖组件的密封圈和所述多层膜组件。
10.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述密封圈由天然橡胶制成，所述卷边部设置成压缩所述密封圈和所述多层膜组件，使得所述密封圈和所述多层膜组件的总厚度被压缩20%至40%。
11.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述卷边部设置成压缩所述密封圈和所述多层膜组件，使得所述密封圈和所述多层膜组件的总厚度被压缩25%至35%。
12.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述多层膜组件的总厚度被压缩至少40%。
13.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述多层膜组件包括：位于所述下支撑板上的第一绝缘扩散层，所述第一绝缘扩散层上的反应膜，所述反应膜上的环形垫圈和第二绝缘扩散层，所述第二绝缘扩散层位于所述环形垫圈的中心孔中，所述环形垫圈的外径与所述反应腔的内径相当。
14.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述上支撑板顶靠所述第二绝缘扩散层，并且所述密封圈底部顶靠所述环形垫圈，所述环形垫圈的外边缘被压下以抵靠所述下支撑板。
15.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述主壳体内侧具有肩部，所述下
支撑板布置在所述主壳体的肩部，所述下支撑板和所述主壳体由导电材料制成并相互导通。
16.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述顶盖包括中部突出部和所述中部突出部外圈的平面部，所述上支撑板形成为平板，所述顶盖的平面部与所述上支撑板贴合并且外圈由所述密封圈包裹，所述顶盖与所述上支撑板由导电材料制成并相互导通，所述过滤体位于所述顶盖的突出部所限定的容腔中，所述过滤体为活性炭包，所述过滤体与所述上支撑板之间还设置了垫片。
17.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，还包括分别附接至所述顶盖和所述主壳体底部的电极片。
18.可选地，在所述的一氧化碳传感器的实施例中，所述容水腔的直径小于15mm并且所述容水腔的高度小于30mm。
19.根据本实用新型的一氧化碳传感器具有更强的密封性，使得容水腔的容积以及整个传感器的体积可减小而不影响传感器的寿命。
附图说明
20.参照附图，本技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本技术的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：
21.图1示出了根据本实用新型的实施例的一氧化碳传感器的立体图；
22.图2示出了根据本实用新型的实施例的一氧化碳传感器的分解视图；
23.图3示出了根据本实用新型的实施例的一氧化碳传感器未卷边封装前的剖面图；以及
24.图4示出了根据本实用新型的实施例的一氧化碳传感器卷边封装后的剖面图。
具体实施方式
25.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
26.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
27.参考图1至图4来介绍根据本实用新型的一氧化碳传感器。根据本实用新型的一氧化碳传感器1包括：主壳体2，设置在主壳体2内的下支撑板5，下支撑板5将主壳体分为下支撑板5下方的容水腔和下支撑板5上方的反应腔，容水腔中容纳有水，下支撑板5具有开孔51，以允许容水腔内的水进入反应腔；设置在下支撑板5上反应腔中的多层膜组件；以及多层膜组件上的盖组件7。盖组件7包括：顶盖73、上支撑板71、顶盖73和上支撑板71之间的过滤体72以及包裹在顶盖73和上支撑板71外圈的密封圈74，密封圈74例如为橡胶密封圈，如
采用天然橡胶材质。顶盖73具有开孔733以允许周围气体进入盖组件7，随后气体经过过滤体72过滤并通过上支撑板71的开孔711进入反应腔。如图4所示，主壳体2顶部形成为卷边部221，卷边部221设置成向下支撑板5的压紧盖组件的密封圈74和多层膜组件。通过该结构，根据本实用新型的实施例的一氧化碳传感器1具有更强的密封性，使得其保存水分能力增强，水容腔中的水分更不易流失，因此，水容腔的容积可更小使得整个一氧化碳传感器的体积显著减小。相比于常见的一氧化碳传感器，根据本实用新型的一氧化碳传感器的体积可减小多至70%。一氧化碳传感器的体积减小可节省材料费用，例如减少多层膜组件中各个层膜的用料，减小烟雾等干扰物质的进入，促进一氧化碳传感器与印刷电路板的集成。
28.在一些实施例中，卷边部221设置成压缩密封圈74和多层膜组件，使得密封圈74和所述多层膜组件的总厚度减少20%至40%。具体而言，如图3和图4所示，密封圈74和多层膜组件在未压缩的自由状态具有总厚度h1(其定义为密封圈74的上表面至多层膜组件的下表面之间的距离)，并且在受卷边部221压缩后状态下具有总厚度为h2，其中h2/h1在0.6至0.8的范围内。在一些实施例中，密封圈74由天然橡胶制成。在一些实施例中，卷边部221设置成压缩密封圈74和多层膜组件，使得密封圈74和多层膜组件的总厚度减少25%至35%，即h2/h1在0.65至0.75的范围内。在一些实施例中，多层膜组件的厚度减少至少40%，例如多层膜组件的厚度减少至少50%，多层膜组件的厚度减少了60%左右。具体而言，如图3所示，多层膜组件在自由状态下的总厚度为t1(其定义为多层膜组件的上表面至下表面之间的距离)，并且如图4所示，多层膜组件在组装状态下的总厚度为t2，其中t2/t1小于0.6，例如t2/t1小于0.5，例如t2/t1大约为0.4。密封圈74和多层膜组件由具有一定弹性的材料制成，通过将其压紧并发生变形实现了增强的密封性。密封圈74的材料选择还需考虑提供足够的绝缘性和长期压缩状态下的抗老化性等，天然橡胶能够保证上述要求。
29.在一些实施例中，多层膜组件包括：位于下支撑板5上的第一绝缘扩散层61，第一绝缘扩散层61上的反应膜62，反应膜62上的环形垫圈64和第二绝缘扩散层63，第二绝缘扩散层63位于环形垫圈64中部，即其中部开口处，环形垫圈64的外径与反应腔内径相当，由此对第二绝缘扩散层63进行定位。在一些实施例中，第一绝缘扩散层61和第二绝缘扩散层63可由相同的材料制成，其提供绝缘并允许气体和水的通过。反应膜62可采用镀铂电极膜。在一些实施例中，一氧化碳传感器还包括分别附接至顶盖73和主壳体2底部的电极片41,42。在环境中存在一氧化碳时，一氧化碳气体从多层膜组件的上侧进入多层膜组件而水从多层膜组件下侧进入，并在反应膜62中发生反应，使得上支撑板71和下支撑板5之间产生电势差，上支撑板71与顶盖73均由导电材料，如不锈钢制成，下支撑板5与主壳体2均由导电材料，如不锈钢制成，由于上支撑板71与顶盖73导通，下支撑板5与主壳体2导通，使得顶盖73上的电极片41和主壳体2底部的电极片42之间产生电压信号。在备选实施例中，多层膜组件可具有不同的结构，例如不包括环形垫圈，或具有多个环形垫圈等。
30.在一些实施例中，如图4中所示，在组装状态下，上支撑板71顶靠第二绝缘扩散层63，即上支撑板71的下表面紧贴第二绝缘扩散层63的上表面，并且密封圈74顶靠环形垫圈64，即密封圈74的下表面紧贴环形垫圈64的上表面，并且环形垫圈64的外边缘接触下支撑板5。具体而言，如图4所示，环形垫圈被压紧成如下状态：环形垫圈的外侧641处于下支撑板5和密封圈74之间，环形垫圈的内侧处于反应膜62和上支撑板71之间，环形垫圈的中部存在变形。通过该布置，使得主壳体2的卷边部221能够压紧盖组件和整个多层膜组件。
31.如图1所示，主壳体2可包括上部分22和下部分21，上部分22具有稍大于下部分21的直径，并且在主壳体2的内侧具有上部分22和下部分21之间的肩部23，该肩部23可在冲压形成壳体的上部分22和下部分21的过程中形成。如图3所示，下支撑板5可直接布置在主壳体的肩部23上，并且在该肩部23位置处与主壳体导通。在备选实施例中，肩部23可通过其他方式实现。在备选实施例中，下支撑板5也可通过其他方式固定在主壳体2中。
32.在一些实施例中，顶盖73包括中部突出部732和中部突出部732外圈的平面部731，上支撑板71形成为平板，顶盖的平面部731与上支撑板71贴合并且外圈由密封圈74包裹。在一些实施例中，密封圈74在截面中基本呈u字型，包括位于顶盖的平面部731上方的上部741，顶盖的平面部731以及上支撑板71外圈的中部742和上平面板71下方的下部743，其中上部741可具有比下部743更大的厚度，并且上部741可具有比下部743更大的内径，上部741的内侧与顶盖的突出部732的侧壁具有间隙，以允许顶盖73，上支撑板71和过滤体72的整体从上方装配入密封圈74中。在制造过程中，顶盖73和上支撑板71可沿其边缘进行焊接由此实现两者的导通，过滤体72和垫片75被包含在内，随后形成的整体从密封圈74的上方装嵌入密封圈74(利用密封圈74的弹性)中，由此形成顶盖组件。随后，将下支撑板，多层膜组件和顶盖组件置于主壳体2中，并进行卷边操作，控制卷边部221的形状和下压量，由此实现具有良好密封性的一氧化碳传感器。因此，基于上述步骤可容易地制造根据本实用新型的一氧化碳传感器。
33.在一些实施例中，过滤体72为位于顶盖的突出部732所限定的容腔中的活性炭包。在一些实施例中，过滤体72与上支撑板71之间还设置了垫片75。由于支撑板71上通过激光加工出透气孔711，提供中间的垫片75可防止加工毛刺刺破过滤体72。在一些实施例中，容水腔可由主壳体2的下部分21的内部限定，在一些实施例中，容水腔的直径小于15mm并且容水腔的高度小于30mm，由此具有相比于现有结构更小的体积。
34.本技术以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本技术的原理，其中清楚地示出或描述了各个部件而使本实用新型的原理更容易理解。在不脱离本技术的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本技术进行各种修改或变化。故应当理解的是，这些修改或者变化均应包含在本技术的专利保护范围之内。