一种电离式传感器及其封装工艺的制作方法

1.本发明涉及传感器制作相关技术领域，具体为一种电离式传感器及其封装工艺。


背景技术：

2.随着工业、农业等基础行业以及电子、it等新兴行业的共同发展，国家对电力、煤炭等能源物联网的发展提出了更高的要求，而气体传感器能够为物联网实时地，按一定频率周期地采集环境信息，是物联网至关重要的组成部分。
3.电离式传感器是将被测量变化转换成电离电流变化的传感器，碳纳米管电离式传感器由三个电极构成，分别为碳纳米管阴极、引出极和收集极，现有技术的传感器在封装时通常采用粘接或焊接方式进行固定，封装后的传感器难以调节，由于电极之间的对准精度误差，容易导致传感器的测量精度低，影响电离式传感器的性能。


技术实现要素：

4.本发明为了弥补市场空白，提供了一种电离式传感器及其封装工艺。
5.本发明的目的在于提供一种电离式传感器及其封装工艺，以解决上述背景技术中提出的现有技术的传感器在封装时通常采用粘接或焊接方式进行固定，封装后的传感器难以调节，由于电极之间的对准精度误差，容易导致传感器的测量精度低，影响电离式传感器性能的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电离式传感器，包括封装筒，所述封装筒的侧壁中部开设有卡槽，所述卡槽内填装有密封胶，所述封装筒的内壁上设有限位槽，所述封装筒的两端分别螺装有第一筒套和第二筒套，所述第一筒套和所述第二筒套的端面上分别嵌装有第一电极接头和第二电极接头，所述第一电极接头通过第二接电柱连接收集极，所述第二电极接头通过第一接电柱连接阴极，所述阴极和所述收集极之间的封装筒内设有引出极，所述引出极上开设有透气孔，所述透气孔连通正向电场区和反向电场区，所述引出极的侧面上焊接有第三接电柱，所述第三接电柱穿出顶部的卡槽，所述阴极朝向引出极的一面上粘接有碳纳米管薄膜，所述收集极朝向引出极的一面上开设有盲孔，所述引出极两侧的所述封装筒分别开设有进气孔和泄气孔。
7.进一步的，所述进气孔连通正向电场区，所述泄气孔连通反向电场区，且所述进气孔和所述泄气孔分别朝向封装筒的前后两侧，所述泄气孔为狭长的波形结构，所述封装筒的侧面两端对称设有螺纹，所述螺纹上设有缺口，且缺口处印制有刻度。
8.进一步的，所述第一筒套和所述收集极之间形成有第一填充槽，所述收集极的内侧面上焊接有第二接电柱，所述第二接电柱贯穿第一填充槽插入第一筒套。
9.进一步的，所述第一筒套与所述第二筒套对称反向分布，所述第二筒套和所述阴极之间形成有第二填充槽，所述阴极的内侧面上焊接有第一接电柱。
10.进一步的，所述阴极和所述收集极抵靠在限位槽上，所述阴极和所述收集极到引出极之间的距离相同，所述阴极和所述引出极之间形成正向电场区，所述收集极和所述引
出极之间形成反向电场区。
11.进一步的，所述引出极的圆周面与所述封装筒的内壁相接，所述引出极周围的所述封装筒上均匀开设有卡槽，且前后两侧的所述卡槽内插装有支撑架，所述支撑架呈类f形结构。
12.进一步的，所述密封胶用于连接封装筒和引出极，所述透气孔共设有七个，所述引出极的中心处设有一个透气孔，六个所述透气孔环绕中心的透气孔分布。
13.进一步的，所述引出极、阴极和收集极均采用硅片材质，所述阴极和所述收集极的半径尺寸大于所述引出极的半径尺寸。
14.一种电离式传感器的封装工艺，包括以下步骤：
15.s1、将引出极用密封胶固定在封装筒内；
16.s2、将阴极和收集极分别插入封装筒两端，旋转筒套使阴极和收集极向内移动至与限位槽相抵；
17.s3、将传感器与测量电路接通，给予设定值的气流吹入进气孔，转动套筒进行调节使测量值符合气流设定值，得到优化传感器。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电离式传感器及其封装工艺，利用封装筒与套筒相互配合，通过转动套筒使电极之间的间距改变，利用已知气流对传感器精度进行校准，保证传感器的测量精度，降低产品的不良率，利用接电柱和电极接头方便快速连接测量电路，加快测量效率；
19.1、在封装筒上开设进气孔和泄气孔，避免调节电极间距对传感器进气的产生影响，利用狭长的泄气孔降低泄气时产生的噪音；
20.2、利用封装筒与套筒的螺接结构，方便进行拆装更换，降低传感器的加工难度。
附图说明
21.图1为本发明结构的正视示意图；
22.图2为本发明结构的正视剖面示意图；
23.图3为本发明结构的封装筒示意图；
24.图4为本发明结构的侧视剖面示意图；
25.图5为本发明结构的引出极、阴极和收集极示意图；
26.图6为本发明结构的传感器测量电路示意图。
27.图中：1、封装筒；2、第一筒套；3、第二筒套；4、支撑架；5、引出极；6、阴极；7、收集极；11、进气孔；12、泄气孔；13、卡槽；14、螺纹；15、限位槽；21、第一电极接头；22、第一填充槽；31、第二电极接头；32、第二填充槽；51、第三接电柱；52、密封胶；53、透气孔；61、碳纳米管薄膜；62、第一接电柱；63、正向电场区；71、盲孔；72、第二接电柱；73、反向电场区。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.具体实施方式一：请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种电离式传感器，包括封装筒1，封装筒1的侧壁中部开设有卡槽13，卡槽13内填装有密封胶52，封装筒1的内壁上设有限位槽15，封装筒1的两端分别螺装有第一筒套2和第二筒套3，第一筒套2和第二筒套3的端面上分别嵌装有第一电极接头21和第二电极接头31，第一电极接头21通过第二接电柱72连接收集极7，第二电极接头31通过第一接电柱62连接阴极6，阴极6和收集极7之间的封装筒1内设有引出极5，引出极5上开设有透气孔53，透气孔53连通正向电场区63和反向电场区73，引出极5的侧面上焊接有第三接电柱51，第三接电柱51穿出顶部的卡槽13，阴极6朝向引出极5的一面上粘接有碳纳米管薄膜61，收集极7朝向引出极5的一面上开设有盲孔71，引出极5两侧的封装筒1分别开设有进气孔11和泄气孔12。
30.在使用该电离式传感器时，将传感器的第一电极接头21、第二电极接头31和第三接电柱51对应接入测量电路，将已知数据的气体通入进气孔11，气体分子在碳纳米管薄膜61的尖端通过碰撞电离产生电子和正离子，正离子会向透气孔53扩散，穿过透气孔53后在反向电场区73作用下加速运动到收集极7，使传感器输出检测电流，通过转动第一筒套2和第二筒套3，使电极之间的间距改变，当检测电流值与已知气体的数据接近时，停止转动，此时的传感器优化到最佳，测量精度完成校准；
31.将未知气体通过进气孔11导入封装筒1，气体分子在电离后，正离子聚集到收集极7，通过检测电流值确定气体数据。
32.具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图1、图2和图3所示，进气孔11连通正向电场区63，泄气孔12连通反向电场区73，且进气孔11和泄气孔12分别朝向封装筒1的前后两侧，泄气孔12为狭长的波形结构，封装筒1的侧面两端对称设有螺纹14，螺纹14上设有缺口，且缺口处印制有刻度，通过刻度尺方便确定第一筒套2和第二筒套3移动距离，便于保持两者同步移动。
33.具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图2和图5所示，第一筒套2和收集极7之间形成有第一填充槽22，收集极7的内侧面上焊接有第二接电柱72，第二接电柱72贯穿第一填充槽22插入第一筒套2，在填充槽内装填材质用于保护接电柱，同时避免对接电产生影响。
34.具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，第一筒套2与第二筒套3对称反向分布，第二筒套3和阴极6之间形成有第二填充槽32，阴极6的内侧面上焊接有第一接电柱62，筒套与电极相互配合，通过转动筒套带动电极移动，实现调节效果。
35.具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，如图2、图5和图6所示，阴极6和收集极7抵靠在限位槽15上，阴极6和收集极7到引出极5之间的距离相同，阴极6和引出极5之间形成正向电场区63，收集极7和引出极5之间形成反向电场区73，正向电场区63和反向电场区73的电场方向相反，电场分布对离子的产生和移动产生影响。
36.具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一进一步限定，引出极5的圆周面与封装筒1的内壁相接，引出极5周围的封装筒1上均匀开设有卡槽13，且前后两侧的卡槽13内插装有支撑架4，支撑架4呈类f形结构，支撑架4的底端超出筒套底端，方便稳定放置封装筒1。
37.具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，密封胶52用于连接封装筒1和引出极5，透气孔53共设有七个，引出极5的中心处设有一个透气孔53，六个透
气孔53环绕中心的透气孔53分布，透气孔53和盲孔71的尺寸离子收集产生影响，通过测试确定最优的孔径尺寸。
38.具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，引出极5、阴极6和收集极7均采用硅片材质，阴极6和收集极7的半径尺寸大于引出极5的半径尺寸。
39.具体实施方式九：一种电离式传感器的封装工艺，包括以下步骤：
40.s1、将引出极5用密封胶52固定在封装筒1内；
41.s2、将阴极6和收集极7分别插入封装筒1两端，旋转筒套使阴极6和收集极7向内移动至与限位槽15相抵；
42.s3、将传感器与测量电路接通，给予设定值的气流吹入进气孔11，转动套筒进行调节使测量值符合气流设定值，得到优化传感器。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种电离式传感器，包括封装筒(1)，其特征在于：所述封装筒(1)的侧壁中部开设有卡槽(13)，所述卡槽(13)内填装有密封胶(52)，所述封装筒(1)的内壁上设有限位槽(15)，所述封装筒(1)的两端分别螺装有第一筒套(2)和第二筒套(3)，所述第一筒套(2)和所述第二筒套(3)的端面上分别嵌装有第一电极接头(21)和第二电极接头(31)，所述第一电极接头(21)通过第二接电柱(72)连接收集极(7)，所述第二电极接头(31)通过第一接电柱(62)连接阴极(6)，所述阴极(6)和所述收集极(7)之间的封装筒(1)内设有引出极(5)，所述引出极(5)上开设有透气孔(53)，所述透气孔(53)连通正向电场区(63)和反向电场区(73)，所述引出极(5)的侧面上焊接有第三接电柱(51)，所述第三接电柱(51)穿出顶部的卡槽(13)，所述阴极(6)朝向引出极(5)的一面上粘接有碳纳米管薄膜(61)，所述收集极(7)朝向引出极(5)的一面上开设有盲孔(71)，所述引出极(5)两侧的所述封装筒(1)分别开设有进气孔(11)和泄气孔(12)。2.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述进气孔(11)连通正向电场区(63)，所述泄气孔(12)连通反向电场区(73)，且所述进气孔(11)和所述泄气孔(12)分别朝向封装筒(1)的前后两侧，所述泄气孔(12)为狭长的波形结构，所述封装筒(1)的侧面两端对称设有螺纹(14)，所述螺纹(14)上设有缺口，且缺口处印制有刻度。3.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述第一筒套(2)和所述收集极(7)之间形成有第一填充槽(22)，所述收集极(7)的内侧面上焊接有第二接电柱(72)，所述第二接电柱(72)贯穿第一填充槽(22)插入第一筒套(2)。4.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述第一筒套(2)与所述第二筒套(3)对称反向分布，所述第二筒套(3)和所述阴极(6)之间形成有第二填充槽(32)，所述阴极(6)的内侧面上焊接有第一接电柱(62)。5.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述阴极(6)和所述收集极(7)抵靠在限位槽(15)上，所述阴极(6)和所述收集极(7)到引出极(5)之间的距离相同，所述阴极(6)和所述引出极(5)之间形成正向电场区(63)，所述收集极(7)和所述引出极(5)之间形成反向电场区(73)。6.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述引出极(5)的圆周面与所述封装筒(1)的内壁相接，所述引出极(5)周围的所述封装筒(1)上均匀开设有卡槽(13)，且前后两侧的所述卡槽(13)内插装有支撑架(4)，所述支撑架(4)呈类f形结构。7.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述密封胶(52)用于连接封装筒(1)和引出极(5)，所述透气孔(53)共设有七个，所述引出极(5)的中心处设有一个透气孔(53)，六个所述透气孔(53)环绕中心的透气孔(53)分布。8.根据权利要求1所述的一种电离式传感器，其特征在于：所述引出极(5)、阴极(6)和收集极(7)均采用硅片材质，所述阴极(6)和所述收集极(7)的半径尺寸大于所述引出极(5)的半径尺寸。9.一种电离式传感器的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：s1、将引出极(5)用密封胶(52)固定在封装筒(1)内；s2、将阴极(6)和收集极(7)分别插入封装筒(1)两端，旋转筒套使阴极(6)和收集极(7)向内移动至与限位槽(15)相抵；s3、将传感器与测量电路接通，给予设定值的气流吹入进气孔(11)，转动套筒进行调节
使测量值符合气流设定值，得到优化传感器。

技术总结
本发明公开了一种电离式传感器及其封装工艺，包括封装筒，所述封装筒的侧壁中部开设有卡槽，所述卡槽内填装有密封胶，所述封装筒的内壁上设有限位槽，所述封装筒的两端分别螺装有第一筒套和第二筒套，所述第一电极接头通过第二接电柱连接收集极，所述第二电极接头通过第一接电柱连接阴极，所述阴极和所述收集极之间的封装筒内设有引出极，所述引出极的侧面上焊接有第三接电柱，所述阴极朝向引出极的一面上粘接有碳纳米管薄膜，所述收集极朝向引出极的一面上开设有盲孔。该电离式传感器及其封装工艺，利用封装筒与套筒相互配合，通过转动套筒使电极之间的间距改变，利用已知气流对传感器精度进行校准，保证传感器的测量精度，降低不良率。低不良率。低不良率。


技术研发人员：陈料英
受保护的技术使用者：厦门云冷科技有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/6