带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置的制作方法

1.本实用新型涉及气体传感器技术领域，具体的说，涉及了一种带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置。


背景技术：

2.半导体气体传感器是一种可以将空气中气体浓度信号转换成电信号的装置，它通常包含三个部分：外壳、半导体气敏元件和底座。其中，外壳用于封装气敏元件，以减小外界环境对气敏元件的影响。通常，外壳顶部设有气孔，以便于气敏元件与外界气体接触并产生气敏反应。当外界气体浓度发生变化时，气敏芯片表面的电信号也将发生变化，传感器就会将这种电信号的变化传输至检测装置，检测装置通过电信号的变化转换得到气体浓度的变化。
3.比如对于甲烷半导体气体传感器而言，由于传感器实际应用的场景多种多样，实际环境中可能还存在其他杂质气体，如酒精、乙酸等气体，这些杂质气体的存在同样会引起气敏元件表面电信号的变化，进而导致传感器产生误报；同时，一些新装修房间中存在如硅氧烷一类的含硅气体，它们会导致传感器发生中毒现象，致使传感器的气敏性能短时间内大幅下降。因此，为了防止传感器发生误报和中毒现象，非常有必要增强传感器的抗干扰和抗中毒能力。
4.从现有的手段来说，通过对气敏元件进行表面改性来增强抗干扰和抗中毒能力难度较大，且在工艺和应用上仍存在诸多问题，通过在传感器外壳内设置过滤层的方式则较为简单易行。其原理是在传感器外壳内部设置吸附性的材料，该材料表面和内部含有丰富的孔道可以有效吸附和阻挡体积较大的分子如酒精、乙酸、硅氧烷气体通过缝隙或者孔道，同时不影响小分子类气体进入或散出，以此提高了传感器的抗干扰和抗中毒能力。
5.一些吸附性的材料，由于其本身含有大量的微孔，通过自身的吸附性能，足够将一定浓度的杂质气体隔绝在传感器壳体外部，不需要再同时额外增加其他具有吸附性能的材料对杂质气体进行吸附和隔离，吸附材料通过简单工艺固定或安装在传感器壳体内部即可。
6.目前已公开的一些专利中，如cn 112703394 a中描述通过设置过滤材料和有机高分子膜的方法用于去除乙醇和硅氧烷等杂质气体，这种方式由于过滤材料特殊和膜材具有韧性等因素，导致整体结构较为复杂，同时导致制造成本偏高和工艺难度增大。
7.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够滤除环境中的杂质气体、安装结构简单、制造成本低、工艺难度低的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置。
9.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种带有单层过滤结构的
半导体气体传感器过滤装置，包括外壳、第一层过滤网、过滤材料层、第二层过滤网和支撑环；
10.所述外壳的顶部设置气体进口，所述外壳的底部设置封装口；
11.所述第一层过滤网设置于气体进口的内侧面，所述过滤材料层设置于第一层过滤网的下方，所述第二层过滤网设置于过滤材料层的下方，所述支撑环支撑于第二层过滤网的下方，所述支撑环与外壳的内壁紧配合，所述支撑环的下方为传感器安装容腔。
12.基上所述，所述顶部的气体进口的开口尺寸小于外壳的内腔横向尺寸。
13.基上所述，所述第一层过滤网的材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网。
14.基上所述，所述第二层过滤网的材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网。
15.基上所述，所述过滤材料层的材质为无机吸附剂或氧化剂或催化剂。
16.基上所述，所述过滤材料层的材质为活性炭或硅胶或沸石或中孔二氧化硅或硅酸铝或贵金属或金属氧化物。
17.基上所述，所述外壳的横截面形状为圆形或矩形，所述外壳型腔的横截面形状为圆形或矩形。
18.基上所述，所述支撑环的材质为不锈钢或铜或塑料。
19.基上所述，所述外壳的材质为不锈钢或铜或塑料。
20.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下优点：
21.1.采用单层过滤材料层的填装方式，相对复杂结构或镀膜结构的现有结构形式更简单，无需特殊加工工艺，容易实施且具有较好的效果，在低成本的传感器中具有良好的应用前景。
22.2.过滤材料层配合两层过滤网可以将环境中的杂质气体和颗粒物进行滤除，降低对传感器性能的影响，有效提升传感器的准确性和稳定性。
23.3.外壳、过滤网和过滤材料层的材料来源广泛，容易获得，容易加工，易于实现产品的批量化生产，更容易控制成本。
附图说明
24.图1是本实用新型中带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置的结构示意图。
25.图中：1.外壳；2.第一层过滤层；3.过滤材料层；4.第二层过滤层；5.支撑环；6.气体进口；7.封装口；8.传感器安装容腔。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
27.如图1所示，一种带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，包括外壳1、第一层过滤网2、过滤材料层3、第二层过滤网4和支撑环5。
28.其中，外壳1的外形可以根据需要设置成圆形或矩形，内腔形状同样可根据需要设
置成圆形或矩形，所述外壳1的材质为不锈钢或铜或塑料。
29.所述外壳1的顶部设置气体进口6，气体进口6的开口尺寸小于外壳1的内腔横向尺寸，在圆形结构下，该尺寸体现为内径。
30.所述外壳1的底部设置封装口7，在安装完传感器后，将外壳1从底部的封装口7封闭，仅保留顶部的气体进口6。
31.所述第一层过滤网2设置于气体进口6的内侧面，材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网，厚度、大小、目数和形状均不受限制，其主要作用是滤除颗粒物或作为特殊气体的吸附材料，以及约束下方的过滤材料层3。
32.所述过滤材料层3设置于第一层过滤网2的下方，所述过滤材料层3的材质为活性炭或硅胶或沸石或中孔二氧化硅或硅酸铝等无机吸附剂，或贵金属或金属氧化物等氧化剂或催化剂，其主要作用是将气体中的杂质气体滤除。
33.所述第二层过滤网4设置于过滤材料层3的下方，其材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网，主要作用是约束和支撑上方的过滤材料层。
34.所述支撑环5支撑于第二层过滤网4的下方，所述支撑环5与外壳1的内壁紧配合，所述支撑环5的材质为不锈钢或铜或塑料，其主要起到支撑作用。
35.所述支撑环5的下方为传感器安装容腔8，用于安装传感器本体。
36.工作原理：
37.空气从上方的气体进口6进入外壳1内部，在第一层过滤网2处将伴随空气的较大颗粒物进行滤除，然后气体进入过滤材料层3中，气体中的杂质气体被过滤材料层3充分吸附，仅通过目标气体，目标气体穿过第二过滤网4和支撑环5，进入传感器安装容腔8，被传感器捕获应感应，然后做出反应。
38.其中，壳体、第一层过滤网、第二层过滤网、过滤材料层和支撑环的结构和材质，可以根据传感器的类型进行挑选搭配组合，实现目的。
39.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：包括外壳、第一层过滤网、过滤材料层、第二层过滤网和支撑环；所述外壳的顶部设置气体进口，所述外壳的底部设置封装口；所述第一层过滤网设置于气体进口的内侧面，所述过滤材料层设置于第一层过滤网的下方，所述第二层过滤网设置于过滤材料层的下方，所述支撑环支撑于第二层过滤网的下方，所述支撑环与外壳的内壁紧配合，所述支撑环的下方为传感器安装容腔。2.根据权利要求1所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述顶部的气体进口的开口尺寸小于外壳的内腔横向尺寸。3.根据权利要求1或2所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述第一层过滤网的材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网。4.根据权利要求3所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述第二层过滤网的材质为不锈钢网或铜网或有机纤维网或无机纤维网或塑料网。5.根据权利要求4所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述过滤材料层的材质为无机吸附剂或氧化剂或催化剂。6.根据权利要求5所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述过滤材料层的材质为活性炭或硅胶或沸石或中孔二氧化硅或硅酸铝或贵金属或金属氧化物。7.根据权利要求6所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述外壳的横截面形状为圆形或矩形，所述外壳型腔的横截面形状为圆形或矩形。8.根据权利要求7所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述支撑环的材质为不锈钢或铜或塑料。9.根据权利要求8所述的带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，其特征在于：所述外壳的材质为不锈钢或铜或塑料。

技术总结
本实用新型提供了一种带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置，包括外壳、第一层过滤网、过滤材料层、第二层过滤网和支撑环；所述外壳的顶部设置气体进口，所述外壳的底部设置封装口；所述第一层过滤网设置于气体进口的内侧面，所述过滤材料层设置于第一层过滤网的下方，所述第二层过滤网设置于过滤材料层的下方，所述支撑环支撑于第二层过滤网的下方，所述支撑环与外壳的内壁紧配合，所述支撑环的下方为传感器安装容腔。该带有单层过滤结构的半导体气体传感器过滤装置能够滤除环境中的杂质气体、安装结构简单、制造成本低、工艺难度低。低。低。


技术研发人员：古瑞琴 张守超 王利利 王瑞铭 王庆
受保护的技术使用者：郑州炜盛电子科技有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/27