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CN117347555A - 传感器的自标定装置 - Google Patents

传感器的自标定装置 Download PDF

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CN117347555A
CN117347555A CN202210741885.5A CN202210741885A CN117347555A CN 117347555 A CN117347555 A CN 117347555A CN 202210741885 A CN202210741885 A CN 202210741885A CN 117347555 A CN117347555 A CN 117347555A
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CN
China
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assembly
gas sensor
membrane
piece
self
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Application number
CN202210741885.5A
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欧阳彬
郭自强
李文玉
王玉政
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Shenzhen Cambri Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Cambri Environmental Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种传感器的自标定装置，包括：气体传感器组件、膜组件和驱动组件；膜组件与气体传感器组件相对设置；驱动组件设置于气体传感器组件和膜组件之间，以使膜组件与气体传感器组件选择性地接触和分离。这样，通过使用驱动组件移动膜组件，使其能够与气体传感器组件进行抵触或者分离，让膜组件能够选择性地过滤进入到气体传感器组件内的空气成分，并让气体传感器组件能够根据进入其内进行检测的不同的空气成分而得出不同的检测结果，进而可以综合上述不同气体成分的检测结果，准确标定气体传感器组件对不断变化的环境温度、湿度的响应与零点位置等，以降低误差水平，提升气体传感器组件在气体检测中的准确性。

Description

传感器的自标定装置
技术领域
本发明涉及传感器的自标定装置技术领域，尤其是涉及一种传感器的自标定装置。
背景技术
在相关技术中，常用小型气体传感器对环境中的不同目标气体进行检测。但是，小型气体传感器也容易受待测气体不断变化的温度与湿度及自身零点漂移的影响，导致其对真实气体信号检测的准确性不高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种传感器的自标定装置，所述传感器的自标定装置具备对气体传感器的温度、湿度响应独立校准能力及零线校准能力，故检测准确性较高。
根据本发明实施例的传感器的自标定装置，包括：气体传感器组件、膜组件和驱动组件；所述膜组件与所述气体传感器组件相对设置；所述驱动组件设置于所述气体传感器组件和所述膜组件之间，以使膜组件与所述气体传感器组件选择性地接触和分离。
根据本发明实施例的传感器的自标定装置，通过使用驱动组件移动膜组件，使其能够与气体传感器组件进行抵触或者分离，从而让膜组件能够选择性地过滤进入到气体传感器组件内进行接触的空气成分，并让气体传感器组件能够根据进入其内进行检测的不同的空气成分而得出不同的检测结果，进而可以综合上述不同气体成分的检测结果，准确标定气体传感器组件对不断变化的环境温度、湿度的响应与零点位置等，降低误差水平，提升自标定装置在气体检测中的准确性。
在一些实施例中，所述驱动组件包括：驱动件、第一传动件和第二传动件，所述驱动件设置于所述气体传感器组件和所述膜组件中的一个上，所述第一传动件设置于所述驱动件上，所述第二传动件与所述第一传动件传动配合，所述第二传动件设置于所述气体传感器组件和所述膜组件中的另一个上，以带动所述另一个移动。
在一些实施例中，所述驱动件为电机，所述第一传动件为丝杆，所述第二传动件为螺母，所述丝杆和所述螺母螺纹配合。
在一些实施例中，还包括：手动调节组件，所述手动调节组件设置于所述气体传感器组件和所述膜组件中的一个上，所述手动调节组件与所述第一传动件传动配合。
在一些实施例中，所述手动调节组件包括：安装座和手动调节件，所述安装座安装在所述气体传感器组件和所述膜组件中的一个上，所述手动调节件安装在所述安装座上，所述手动调节件与所述第一传动件传动配合且与所述第二传动件轴向排布。
在一些实施例中，还包括：第一行程监测器，所述第一行程监测器设置于所述气体传感器组件和所述膜组件中的一个上，所述第一行程监测器与所述驱动组件电连接，在所述气体传感器组件和所述膜组件接触后，所述气体传感器组件和所述膜组件中的另一个触动所述第一行程监测器，所述第一行程监测器向所述驱动组件发送第一到位信号。
在一些实施例中，还包括：第二行程监测器，所述第二行程监测器设置于所述气体传感器组件和所述膜组件中的另一个上，所述第二行程监测器与所述驱动组件电连接，在所述气体传感器组件和所述膜组件分离置间隔预定距离后，所述气体传感器组件和所述膜组件中的另一个触动所述第二行程监测器，所述第二行程监测器向所述驱动组件发送第二到位信号。
在一些实施例中，所述气体传感器组件包括：安装板、电化学传感器、连接件和压板，所述电化学传感器设置于所述安装板上，所述安装板与所述膜组件相对设置，所述连接件穿设所述膜组件，所述连接件的一端连接所述安装板且另一端连接所述压板，所述第一行程监测器设置于所述安装板上，所述第二行程监测器设置于所述膜组件上且朝向所述压板设置。
在一些实施例中，所述第一行程监测器和所述第二行程监测器均包括：监测开关和弹性触控件，所述弹性触控件设置于所述检测开关上，所述第一行程监测器的所述弹性触控件朝向所述膜组件凸出设置，所述第二行程监测器的所述弹性触控件朝向所述压板凸出设置。
在一些实施例中，所述驱动组件为至少两个，至少两个所述驱动组件对应设置于所述气体传感器组件的两端。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的传感器的自标定装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的传感器的自标定装置的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的传感器的自标定装置的部分结构示意图；
图4是根据本发明实施例的传感器的自标定装置的结构剖面示意图；
图5是根据本发明实施例的传感器的自标定装置的结构放大示意图。
附图标记：
传感器的自标定装置10，
气体传感器组件100，安装板110，电化学传感器120，连接件130，压板140，
膜组件200，
驱动组件300，驱动件310，第一传动件320，第二传动件330，
手动调节组件400，安装座410，手动调节件420，
第一行程监测器500，
第二行程监测器600，
监测开关700，
弹性触控件800。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的传感器的自标定装置10，包括：气体传感器组件100、膜组件200和驱动组件300。
具体来说，膜组件200与气体传感器组件100相对设置；驱动组件300设置于气体传感器组件100和膜组件200之间，以使膜组件200与气体传感器组件100选择性地接触和分离。
可以理解的是，在传感器的自标定装置10工作时，气体传感器组件100对环境空气中的特定目标气体进行传感分析，而膜组件200在驱动组件300的控制下可以相对于气体传感器组件100移动以使得组件上贴附的特殊材质薄膜可以选择性地覆盖或不覆盖传感器的透气面，从而允许该薄膜对进入到气体传感器组件100的气体进行选择性的过滤，以使气体传感器组件100能够在用户的控制下感知空气中不同的气体组分并对该组分对传感器的影响进行监测。
也就是说，在传感器的自标定装置10的使用过程中至少包括两次检测过程，即膜组件200与气体传感器组件100进行接触或进行分离时的检测。在膜组件200与气体传感器组件100进行接触时，膜组件200对环境空气中的某些气体成分进行过滤，从而只让可以扩散透过膜的成分与传感器组件100进行接触并检测这些气体对传感器信号的影响；而在膜组件200与气体传感器组件100分离时，该膜组件不能起到上述过滤作用，这时传感器组件100对所有进入其内并能被传感器所感知的气体成分进行检测。综合上述两种检测结果并通过适当的计算公式，可以有效排除空气中的一部分干扰气体及温度变化对传感器信号的影响，以提炼出欲探测的目标气体的真实传感信号、降低气体传感器组件100的误差水平，提升检测结果的精准性。
在一些具体的实施例中，膜组件200内设有质子膜，质子膜能高效允许环境空气中的水分子通过，却能阻止大多数痕量气体分子尤其是疏水性痕量气体分子通过。也就是说，在膜组件200与气体传感器组件100接触时，环境空气中的水分子仍能进入到气体传感器组件100内并影响传感器的输出信号；而在膜组件200与气体传感器组件100分离时，不但水分子能进入传感器内部，环境空气中的其他不能透过薄膜的痕量气体分子也能进入传感器并被检测到。综合上述两个检测结果并通过适合的计算公式，就能排除水分子对传感器的影响信号并获得目标痕量气体的信号，从而使传感器的自标定装置10的检测结果更为准确。
在另一些具体的实施例中，膜组件200内设有PET(Polyester，聚酯，如聚对苯二甲酸乙二酯)膜。类似的，这类聚酯膜能高效阻止空气中所有成分、包括水汽分子的渗透，故能防止空气中绝大多数气体分子、包括水汽分子的浓度变化对传感器信号的影响。这时，传感器的信号变化主要由温度变化引起，因此能有效分离出传感器信号受温度影响的变化趋势，并在进一步的分析、计算中予以有效扣除。
当然，本发明所可以使用的膜组件200还可以由其他成分的膜组件构成，例如塑料薄膜，塑料薄膜具有有效阻止痕量气体和水汽分子的穿透的性能，能够实现隔绝气体份子对传感器的影响，以提升传感器的自标定装置10的使用性能。不仅如此，具有上述阻止痕量气体和水汽分子的穿透的性能的薄膜都应属于本发明的保护范围之内，在此不做赘述。
根据本发明实施例的传感器的自标定装置10，通过使用驱动组件300移动膜组件200，使其能够与气体传感器组件100进行抵触或者分离，从而让膜组件200能够选择性地过滤进入到气体传感器组件100内进行接触的空气成分，并让气体传感器组件100能够根据进入其内进行检测的不同的空气成分而得出不同的检测结果，进而可以综合上述不同气体成分的检测结果，准确标定气体传感器组件100对不断变化的环境温度、湿度的响应与零点位置等，降低误差水平，提升气体传感器组件100在气体检测中的准确性。
在一些实施例中，如图4和图5所示，驱动组件300包括：驱动件310、第一传动件320和第二传动件330，驱动件310设置于气体传感器组件100和膜组件200中的一个上，第一传动件320设置于驱动件310上，第二传动件330与第一传动件320传动配合，第二传动件330设置于气体传感器组件100和膜组件200中的另一个上，以带动另一个移动。
可以理解的是，驱动件310提供驱动力以驱动膜组件200与气体传感器组件100进行接触或者分离。驱动力通过第一传动件320传递到第二传动件330上，以驱动气体传感器组件100和膜组件200相对移动，从而让膜组件200和气体传感器组件100能够在用户的控制使用下进行接触或者分离，以使实现膜组件200对进入到气体传感器组件100的气体的过滤，从而让传感器的自标定装置10的使用性能得到提升。
在一些具体的实施例中，驱动件310为电机，第一传动件320为丝杆，第二传动件330为螺母，丝杆和螺母螺纹配合。这样，通过将第一传动件320和第二传动件330之间的传动过程构造为丝杆传动，能够以相对简易、便捷的方式实现膜组件200与传感器组件之间的相对移动，并使得膜组件200与气体传感器组件100的抵触与分离过程更为可靠，从而实现让气体传感器组件100对目标气体的检测更为精准的目的。
在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，传感器的自标定装置10还包括：手动调节组件400，手动调节组件400设置于气体传感器组件100和膜组件200中的一个上，手动调节组件400与第一传动件320传动配合。这样，通过在传感器的自标定装置10上设置手动调节组件400，在电动驱动组件300因故不能正常工作时，用户可以通过该手动调节组件400驱动第一传动件320转动并因此带动膜组件200移动，从而实现膜组件200与气体传感器组件100之间的接触与分离，从而让传感器的自标定装置10的使用更为可靠，且能够让传感器的自标定装置10能够通过手动调节组件400进行调节，从而让传感器的自标定装置10能够在驱动组件300停止运行的情况下继续进行使用，提升传感器的自标定装置10的适用性。
在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，手动调节组件400包括：安装座410和手动调节件420，安装座410安装在气体传感器组件100和膜组件200中的一个上，手动调节件420安装在安装座410上，手动调节件420与第一传动件320传动配合且与第二传动件330轴向排布。可以理解的是，安装座410适于为手动调节件420提供位置，便于手动调节件420的组装。同时，由于手动调节件420与第二传动件330轴向排布，在手动调节件420与第一传动件320传动配合时，手动调节件的转动能经由第一传动件320传递至第二传动件330，从而实现手动驱动传动件330转动并带动膜组件200移动，以提升传感器的自标定装置10的适用性。
在一些实施例中，如图4和图5所示，传感器的自标定装置10还包括：第一行程监测器500，第一行程监测器500设置于气体传感器组件100和膜组件200中的一个上，第一行程监测器500与驱动组件300电连接，在气体传感器组件100和膜组件200接触后，气体传感器组件100和膜组件200中的另一个触动第一行程监测器500，第一行程监测器500向驱动组件300发送第一到位信号。这样，通过在传感器的自标定装置10内设有第一行程监测器500，第一行程监测器500适于反馈膜组件200与气体传感器组件100进行抵触的第一到位信号，从而让驱动组件300停止输出驱动力，以使膜组件200与气体传感器组件100之间的抵触设置稳定性较高，膜组件200能够将气体进行过滤，并让所需气体进入到气体传感器组件100内进行检测。同时，通过第一行程检测器500提供到位提示，可以避免驱动件310在到位后继续通电流转动并进而导致过热烧伤风险，也能避免膜组件200与气体传感器组件100的过度抵触，以提升传感器的自标定装置10的寿命及可靠性。
在一些实施例中，如图4和图5所示，传感器的自标定装置10还包括：第二行程监测器600，第二行程监测器600设置于气体传感器组件100和膜组件200中的另一个上，第二行程监测器600与驱动组件300电连接，在气体传感器组件100和膜组件200分离置间隔预定距离后，气体传感器组件100和膜组件200中的另一个触动第二行程监测器600，第二行程监测器600向驱动组件300发送第二到位信号。由此，通过在传感器的自标定装置10内设有第二行程监测器600，第二行程监测器600适于反馈膜组件200与气体传感器组件100之间完成分离的第二到位信号，从而让驱动组件300停止输出驱动力，以使膜组件200与气体传感器组件100之间能够完成分离，从而让气体可以进入到气体传感器组件100内进行检测。如此一来，传感器的自标定装置10的使用安全性得到提升，能够避免膜组件200与气体传感器组件100的过度分离，也同时避免驱动件310在已到位后仍持续工作并继而因导致过热烧伤风险，以提升传感器的自标定装置10的寿命及可靠性。
在一些实施例中，如图1、图2和图3所示，气体传感器组件100包括：安装板110、电化学传感器120、连接件130和压板140，电化学传感器120设置于安装板110上，安装板110与膜组件200相对设置，连接件130穿设膜组件200，连接件130的一端连接安装板110且另一端连接压板140，第一行程监测器500设置于安装板110上，第二行程监测器600设置于膜组件200上且朝向压板140设置。这样，安装板110适于为电化学传感器120的组装提供位置，便于电化学传感器120的组装，以提升电化学传感器120的设置可靠性。而连接件130为连接杆且相对设于传感器的自标定装置10的两端，以有效连接安装板110与压板140，固定两者之间的相对距离，以使安装板110与压板140之间的设置更为稳定可靠。在连接杆的外侧套可以设有弹簧，弹簧设置于气体传感器的安装板110与膜组件200之间，以在两者分离或趋向接触的过程中使膜组件200的轴向运动更为平稳可控。
在一些实施例中，如图4和图5所示，第一行程监测器500和第二行程监测器600均包括：监测开关700和弹性触控件800，弹性触控件800设置于监测开关上，第一行程监测器500的弹性触控件800朝向膜组件200凸出设置，第二行程监测器600的弹性触控件800朝向压板140凸出设置。可以理解的是，监测开关700在打开的情况下适于反馈信号，在弹性触控件800与监测开关700进行抵触时监测开关打开。如此一来，第一行程监测器500和第二行程监测器600的结构较为简单，并能使第一行程监测器500和第二行程监测器600实现准确的到位指示功能。
在一些具体的实施例中，驱动组件300为至少两个，至少两个驱动组件300对应设置于气体传感器组件100的两端。这样，驱动组件300能够更为稳定可靠地驱动膜组件200进行移动，以使传感器的自标定装置10的使用更为可靠。
根据本发明实施例的传感器的自标定装置10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种传感器的自标定装置(10)，其特征在于，包括：
气体传感器组件(100)；
膜组件(200)，所述膜组件(200)与所述气体传感器组件(100)相对设置；
驱动组件(300)，所述驱动组件(300)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)之间，以使膜组件(200)与所述气体传感器组件(100)可以选择性地接触和分离。
2.根据权利要求1所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述驱动组件(300)包括：驱动件(310)、第一传动件(320)和第二传动件(330)，所述驱动件(310)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的一个上，所述第一传动件(320)设置于所述驱动件(310)上，所述第二传动件(330)与所述第一传动件(320)传动配合，所述第二传动件(330)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的另一个上，以带动所述另一个移动。
3.根据权利要求2所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述驱动件(310)为电机，所述第一传动件(320)为丝杆，所述第二传动件(330)为螺母，所述丝杆和所述螺母螺纹配合。
4.根据权利要求2所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，还包括：手动调节组件(400)，所述手动调节组件(400)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的一个上，所述手动调节组件(400)与所述第一传动件(320)传动配合。
5.根据权利要求4所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述手动调节组件(400)包括：安装座(410)和手动调节件(420)，所述安装座(410)安装在所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的一个上，所述手动调节件(420)安装在所述安装座(410)上，所述手动调节件(420)与所述第一传动件(320)传动配合且与所述第二传动件(330)轴向排布。
6.根据权利要求1所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，还包括：第一行程监测器(500)，所述第一行程监测器(500)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的一个上，所述第一行程监测器(500)与所述驱动组件(300)电连接，在所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)接触后，所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的另一个触动所述第一行程监测器(500)，所述第一行程监测器(500)向所述驱动组件(300)发送第一到位信号。
7.根据权利要求6所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，还包括：第二行程监测器(600)，所述第二行程监测器(600)设置于所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的另一个上，所述第二行程监测器(600)与所述驱动组件(300)电连接，在所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)分离至预定距离后，所述气体传感器组件(100)和所述膜组件(200)中的另一个触动所述第二行程监测器(600)，所述第二行程监测器(600)向所述驱动组件(300)发送第二到位信号。
8.根据权利要求7所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述气体传感器组件(100)包括：安装板(110)、电化学传感器(120)、连接件(130)和压板(140)，所述电化学传感器(120)设置于所述安装板(110)上，所述安装板(110)与所述膜组件(200)相对设置，所述连接件(130)穿设所述膜组件(200)，所述连接件(130)的一端连接所述安装板(110)且另一端连接所述压板(140)，所述第一行程监测器(500)设置于所述安装板(110)上，所述第二行程监测器(600)设置于所述膜组件(200)上且朝向所述压板(140)设置。
9.根据权利要求8所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述第一行程监测器(500)和所述第二行程监测器(600)均包括：监测开关(700)和弹性触控件(800)，所述弹性触控件(800)设置于所述检测开关上，所述第一行程监测器(500)的所述弹性触控件(800)朝向所述膜组件(200)凸出设置，所述第二行程监测器(600)的所述弹性触控件(800)朝向所述压板(140)凸出设置。
10.根据权利要求1所述的传感器的自标定装置(10)，其特征在于，所述驱动组件(300)为至少两个，至少两个所述驱动组件(300)对应设置于所述气体传感器组件(100)的两端。
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