離子液體電化學氣體傳感器的製作方法

2023-06-29 00:03:01 1

本發明涉及一種電化學氣體傳感器，具體的說，涉及了一種離子液體電化學氣體傳感器。

背景技術：

常規的電化學氣體傳感器一般採用無機酸、鹽的水溶液作為電解液，由於該類電解液在空氣中易揮發，所以在使用過程中由於電解液的揮發而造成傳感器性能的衰減，從而影響的傳感器的可靠性。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種穩定性好、溫度係數小、高溫高溼條件下抗漏液能力強的離子液體電化學氣體傳感器。

為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種離子液體電化學氣體傳感器，所述傳感器包括傳感器防塵蓋、上蓋、電極、金屬引線、吸附有離子液體的導液棉和底座；所述防塵蓋上開設進氣孔，所述上蓋開設出氣孔，所述防塵蓋蓋設在所述上蓋上並與所述上蓋形成氣室，所述進氣孔和所述出氣孔連通所述氣室；所述底座為上部開口的容置腔，所述導液棉、所述金屬引線、所述電極和所述上蓋自下而上順次設置在所述容置腔內；所述底座上設置有到導電帶，所述金屬引線連接所述電極和所述導電帶。

基於上述，所述傳感器電極由在擔載材料表面擔載貴金屬催化劑製成，包括工作電極w、對電極c和參比電極r。

基於上述，所述對電極c和所述參比電極r並列設置在所述擔載材料上，所述工作電極w對應所述出氣孔設置，所述工作電極w的橫截面積大於所述出氣孔的橫截面積。

基於上述，所述底座兩端的底部設有焊盤，所述導電帶從所述焊盤開始沿底座內壁翻越底座上沿延伸至底座底部。

基於上述，所述金屬引線為鎳鉻合金絲、鐵鎳合金絲或鉑絲。

基於上述，所述離子液體包括1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、甲基三乙基四氟硼酸銨或1-乙基-1-甲基吡咯烷氯。

基於上述，所述上蓋和所述底座卡扣連接，並用環氧樹脂密封。

一種基於所述離子液體電化學氣體傳感器的離子液體電化學甲醛傳感器，採用貴金屬pt作為催化劑，加入分散劑製成電極漿料，在載體材料上印刷成傳感器的電極，分別將底座、吸附有1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽的導液棉、電極、上蓋、防塵蓋裝配成甲醛傳感器。

一種基於所述離子液體電化學氣體傳感器的離子液體電化學氨氣傳感器，採用貴金屬ru作為催化劑，加入分散劑製成電極漿料，在載體材料ptfe膜上印刷成傳感器的電極，分別將底座、吸附有甲基三乙基四氟硼酸銨的導液棉、電極、上蓋、防塵蓋裝配成氨氣傳感器。

本發明相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著進步，具體的說，本發明通過結構設計，使可以採用飽和蒸汽壓很低的離子液體作為電解質，該離子液體在空氣中不易揮發，使傳感器在使用過程中電解質相對常規的無機酸或者鹽類電解質穩定，傳感器穩定性也相應提高。相比傳統的電化學氣體傳感器具有穩定性好、溫度係數小、高溫高溼條件下抗漏液能力強等優點。

附圖說明

圖1是本發明電化學離子液體傳感器的爆炸圖。

圖2是本發明電化學離子液體傳感器的半裝配結構示意圖。

圖3是本發明電化學離子液體傳感器的電極結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。

如圖1和圖2所示，一種離子液體電化學氣體傳感器，所述傳感器包括傳感器防塵蓋1、上蓋2、電極3、金屬引線4、吸附有離子液體的導液棉5和底座6；所述防塵蓋1蓋設在所述上蓋2上，所述防塵蓋1上設置進氣孔，所述上蓋2開設出氣孔，所述防塵蓋1蓋設在所述上蓋2上並與所述上蓋2形成氣室，所述進氣孔和所述出氣孔連通所述氣室；所述底座6為上部開口的容置腔，所述導液棉5、所述金屬引線4、所述電極3和所述上蓋2自下而上順次設置在所述氣室內；所述底座6上通過印刷或者噴塗方式設置有導電帶b，所述底座6兩端的底部設有焊盤a，所述導電帶b從所述焊盤a開始沿底座6內壁翻越底座6上沿延伸至底座6底部。所述金屬引線4連接所述電極3和所述導電帶b,從而實現傳感器信號與外部電路的導通。

具體裝配時，所述上蓋2和所述底座6卡扣連接，並用環氧樹脂密封。

在具體選材時，根據測試氣體種類的不同，選用擔載不同催化劑的電極和特定種類的離子液體。本發明傳感器可以用於檢測一氧化碳、硫化氫、氨氣、甲醛等有毒有害氣體的成分及含量。

所述金屬引線採用鎳鉻合金絲、鐵鎳合金絲或鉑絲。

所述離子液體包括1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽、1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽、1-乙基-3-甲基咪唑溴鹽、甲基三乙基四氟硼酸銨或1-乙基-1-甲基吡咯烷氯。

如圖3所示，所述傳感器電極包括工作電極w、對電極c和參比電極r，製作時，以貴金屬作為催化劑，並加入一定比例的分散劑製成電極漿料後，再在擔載材料表面印製成傳感器電極。所述對電極c和所述參比電極r並列設置在所述擔載材料上，所述工作電極w對應所述出氣孔設置，所述工作電極w的橫截面積大於所述出氣孔的橫截面積。

採用貴金屬pt作為催化劑，加入分散劑製成電極漿料，在載體材料上印刷成傳感器的電極，分別將底座、吸附有1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽的導液棉、電極、上蓋、防塵蓋裝配成甲醛傳感器。經測試，傳感器的靈敏度年波動率為4.9%，50℃溫度係數為1.01。

採用貴金屬ru作為催化劑，加入分散劑製成電極漿料，在載體材料ptfe膜上印刷成傳感器的電極，分別將底座、吸附有甲基三乙基四氟硼酸銨的導液棉、電極、上蓋、防塵蓋裝配成氨氣傳感器。經測試，傳感器的靈敏度年衰減率為9.5%，50℃溫度係數為1.03。

最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。