CN110261458A - 一种电化学气体传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学气体传感器,涉及气体传感器技术领域。其包括壳体、参考电极、对电极、第一工作电极及第二工作电极,壳体的内壁围成容置腔,参考电极、对电极、第一工作电极及第二工作电极均容置于容置腔内,第一工作电极设置有与壳体的内壁贴合的第一反应面,第二工作电极设置有与壳体的内壁贴合的第二反应面,壳体上开设有第一毛细孔及第二毛细孔,第一毛细孔的一端与外界连通,另一端用于将外界的气体引导至第一反应面,第二毛细孔的一端与外界连通,另一端用于将外界气体引导至第二反应面,第一毛细孔的孔径大于第二毛细孔。本发明提供的电化学气体传感器不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及气体传感器技术领域,具体而言,涉及一种电化学气体传感器。
背景技术
目前,市面上的商品化电化学气体传感器在实际使用过程中,其响应特性受温度、湿度、压力等环境因素的影响较大,导致其仅适用于较低测量精度的工业检测。
另外,在实际检测过程中,传感器往往会受到其他干扰气体的影响,导致传感器无法准确得到目的气体的浓度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电化学气体传感器,其能够不受环境因素的影响,并能够消除干扰气体对测量结果的影响。
本发明提供一种技术方案:
一种电化学气体传感器,包括壳体、参考电极、对电极、第一工作电极及第二工作电极,所述壳体的内壁围成用于容置电解液的容置腔,所述参考电极、所述对电极、所述第一工作电极及所述第二工作电极均容置于所述容置腔内,所述第一工作电极的一侧设置有第一反应面,所述第二工作电极的一侧设置有第二反应面,所述第一反应面与所述第二反应面分别与所述壳体的内壁贴合,所述壳体上分别开设有第一毛细孔及第二毛细孔,所述第一毛细孔的一端与外界连通,所述第一毛细孔的另一端用于将外界的气体引导至所述第一反应面,所述第二毛细孔的一端与外界连通,所述第二毛细孔的另一端用于将外界气体引导至所述第二反应面,所述第一毛细孔的孔径大于所述第二毛细孔的孔径。
进一步地,所述壳体的内壁分别间隔凹设有用于容置过滤材料的第一过滤腔及第二过滤腔,所述第一反应面将所述第一过滤腔的开口封闭,所述第二反应面将所述第二过滤腔的开口封闭,所述第一过滤腔通过所述第一毛细孔与外界连通,所述第二过滤腔通过所述第二毛细孔与外界连通。
进一步地,所述第一毛细孔的一端开设于所述第一过滤腔远离所述第一反应面的一端的端壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁。
进一步地,所述第二毛细孔的一端开设于所述第二过滤腔远离所述第二反应面的一端的端壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁。
进一步地,所述第一毛细孔的一端开设于所述第一过滤腔远离所述第一反应面的一端的端壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁,所述第二毛细孔的两端分别开设于所述第一过滤腔与所述第二过滤腔相互靠近的各自的腔壁上。
进一步地,所述第二毛细孔的一端开设于所述第二过滤腔远离所述第二反应面的一端的端壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁,所述第一毛细孔的两端分别开设于所述第一过滤腔与所述第二过滤腔相互靠近的各自的腔壁上。
进一步地,所述壳体上设置有用于容置过滤材料的第三过滤腔,所述第一毛细孔的一端开设于所述第三过滤腔的一端的腔壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于与所述壳体的内壁上与所述第一反应面贴合的位置,所述第二毛细孔的一端开设于所述第三过滤腔的一端的腔壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于与所述壳体的内壁上与所述第一反应面贴合的位置,所述第三过滤腔与外界连通。
进一步地,所述第一毛细孔与所述第二毛细孔各自的一端分别开设于所述第三过滤腔的同一端的腔壁上。
进一步地,所述壳体上还设有入气口,所述入气口的一端开设于所述第三过滤腔内远离所述第一毛细孔的一端的腔壁上,所述入气口的另一端开设于所述壳体的外壁上。
进一步地,所述电化学气体传感器还包括隔离件,所述隔离件设置于所述壳体的外壁上,用于隔离水分及灰尘,所述第一毛细孔与所述第二毛细孔通过所述隔离件与外界连通。
相比现有技术,本发明提供的电化学气体传感器,第一工作电极与第二工作电极处于同一电解环境中,保证了第一工作电极与第二工作电极对环境因子的响应特性一致。另外,第一毛细孔与第二毛细孔的孔径不相同,即保证了在实际检测过程中,经过第一毛细孔到达第一工作电极的第一反应面上的气体与经过第二毛细孔到达第二工作电极的第二反应面上的气体的扩散传质阻力不一致。因此,在实际检测过程中,可以通过第一工作电极与第二工作电极的响应差值来扣除环境共性因子的影响,提高传感器测量的准确性。并且,由于第一工作电极与第二工作电极所处工作环境一致,即二者的零点信号一致,且目标气体及干扰气体的响应灵敏度可以通过标定得到,因此,在有干扰气体存在的情况下,通过第一工作电极的输出电流信号值与第二工作电极的输出电流信号值可以分别得到目标气体与干扰气体各自的浓度,保证检测结果的准确性。因此,本发明提供的电化学气体传感器的有益效果是:检测过程不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,检测结果准确,选择性广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的第一实施例提供的电化学气体传感器的剖视图;
图2为本发明的第一实施例提供的电化学气体传感器装配的NO2传感器的第一工作电极与第二工作电极的基线随温度变化跟随性测试的测试图;
图3为本发明的第二实施例提供的电化学气体传感器的剖视图;
图4为本发明的第三实施例提供的电化学气体传感器的剖视图。
图标:100-电化学气体传感器;110-壳体;111-容置腔;113-第一毛细孔;115-第二毛细孔;116-入气口;117-第一过滤腔;118-第二过滤腔;119-第三过滤腔;120-参考电极;130-对电极;140-第一工作电极;141-第一反应面;150-第二工作电极;151-第二反应面;160-隔离件;170-引脚。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了提高电化学气体传感器的稳定性,在进行设计时需要尽量将传感器的响应值设计在气相极限扩散电流区,这可通过提高催化活性、加大扩散阻力来实现,这样传感器的响应完全由气体的气相传质速度决定,而气体气相传质速度基本由气体流速、待测气体的物理化学特性(气体扩散系数)及传感器预设的气体限流装置的机械形状计尺寸或扩散渗透特性决定,此时传感器具有响应线性较好、响应值受电位控制波动的影响较小、灵敏度也较为稳定,受温度、压力等环境因素影响较小等特点。
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细说明。
第一实施例
请参照图1所示,本实施例提供的电化学气体传感器100,适用于多种环境下的多种目标气体检测,其检测过程不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,检测结果准确,选择性广。
本实施例提供的电化学气体传感器100,包括壳体110、参考电极120、对电极130、第一工作电极140、第二工作电极150、隔离件160及引脚170。
壳体110的内壁围成容置腔111,容置腔111用于容置电解液,所述参考电极120、所述对电极130、所述第一工作电极140及所述第二工作电极150均容置于所述容置腔111内,在实际应用中,参考电极120、所述对电极130、所述第一工作电极140及所述第二工作电极150均浸泡于电解液中。多个引脚170设置于壳体110的外壁上,并与各个电极分别电连接,用于输出电信号。
第一工作电极140上设置有第一反应面141,第二工作电极150上设置有第二反应面151,第一工作电极140与第二工作电极150的材料与制备工艺一致,电极面积一致,且处于同一电解液环境中。第一反应面141与第二反应面151均与壳体110围成容置腔111的内壁贴合。与第一工作电极140对应的,壳体110上开设有第一毛细孔113,用于将外界待测气体引导至第一反应面141上进行化学反应,以产生电流信号。与第二工作电极150对应的,壳体110上还开设有第二毛细孔115,第二毛细孔115用于将外界待测气体引导至第二反应面151上进行化学反应,产生电流信号。
本实施例中,第一毛细孔113的孔径大于第二毛细孔115的孔径,即保证第一工作电极140与第二工作电极150在其他自身因素均完全一致的情况下分别以不同的方式与待测气体接触,即使得到达第一反应面141与第二反应面151上的气体扩散传质阻力不一致。
本实施例中,壳体110围成容置腔111的腔壁分别凹设有第一过滤腔117及第二过滤腔118,第一过滤腔117与第二过滤腔118间隔设置,第一过滤腔117与第二过滤腔118均用于容置过滤材料,以对进气进行过滤。第一过滤腔117的开口被第一工作电极140上设置的第一反应面141封闭,所述第一毛细孔113的一端开设于所述第一过滤腔117远离所述第一反应面141的一端的端壁上,所述第一毛细孔113的另一端开设于所述壳体110的外壁,实际应用中,第一毛细孔113用于将外界待测气体引导至第一过滤腔117内,经过过滤材料的过滤后达到第一反应面141。第二过滤腔118的开口被第二工作电极150上设置的第二反应面151封闭,所述第二毛细孔115的一端开设于所述第二过滤腔118远离所述第二反应面151的一端的端壁上,即与第一毛细孔113开设于同一腔壁上,所述第二毛细孔115的另一端开设于所述壳体110的外壁,实际应用中,第二毛细孔115用于将外界待测气体引导至第二过滤腔118内,经过过滤材料的过滤后达到第二反应面151。
本实施例中,所述隔离件160设置于所述壳体110的外壁上,将第一毛细孔113与第二毛细孔115各自开设于壳体110的外壁上的孔口覆盖,用于隔离水分及灰尘。
本实施例利用电极对目标气体及环境因素不同的响应特性,通过设置自身属性与所处电解液环境完全一致的第一工作电极140与第二工作电极150,补偿了大部分环境因子对传感器测量的干扰,提高了测量的可靠性。
假设:第一工作电极140对目标气体的相应灵敏度为S1,第二工作电极150对目标气体的响应灵敏度为S2;第一工作电极140对浓度为C的目标气体的响应值为I1,第二工作电极150对浓度为C的目标气体的响应值为I2;第一工作电极140的基线信号为I10,第二工作电极150的基线信号为I20。则:
I1=S1*C+I10 (1)
I2=S2*C+I20 (2)
因此,
S1=(I1-I10)/C (3)
S2=(I2-I20)/C (4)
当对传感器进行标定时,由公式(3)、(4),根据I10、I20、I1、I2、C可以计算得到S1与S2。对目标气体进行测量时,已知S1与S2,由公式(1)、(2)可计算得到目标气体浓度C。
本实施例中,第一工作电极140与第二工作电极150的材料与制备工艺一致,电极面积一致,且处于同一电解液环境中,保证了第一工作电极140与第二工作电极150对环境因子的响应特性一致,即I10与I20基本一致,且随环境因子的变化趋势及大小基本一致,这是因为当不存在目标气体时,环境因素如温度、湿度、压力及气体流量等因子变化不会在工作电极上产生持续的反应电流,不会形成浓差极化。并且,也保证了第一工作电极140与第二工作电极150对目标气体的催化活性基本一致。
第一毛细孔113的孔径大于第二毛细孔115的孔径,即由第一毛细孔113到达第一工作电极140的气体的气体扩散传质阻力与由第二毛细孔115到达第二工作电极150的气体不一致。当存在目标气体时,由于电极的响应信号I1与I2的大小受扩散传质的影响很大,第一工作电极140与第二工作电极150对目标气体的响应灵敏度S1、S2存在很大差异。因此,由(1)与(2)求差得:
I1-I2=(S1-S2)*C+(I10-I20) (5)
C=[(I1-I2)-(I10-I20)]/(S1-S2) (6)
由于同一环境条件,第一工作电极140与第二工作电极150的基线非常接近,因此,可以认为I10=I20,因此,公式(6)可以简化为:
C=(I1-I2)/(S1-S2) (7)
这样通过已知浓度C的标准气体测量出第一工作电极140的S1与第二工作电极150的S2,在测量未知浓度气体时得到的I1与I2,根据(7)式来计算出未知气体的浓度C,可大部分扣除环境因子对本实施例提供的电化学气体传感器100的影响。
如果需要更精确的计算结果,可定义I10-I20=Δ(T),Δ(T)是与温度T相关的量,Δ(T)可以通过不同温度下的基线差值得到拟合曲线方程,因此,公式(7)可以改写为:
C=[(I1-I2)-Δ(T)]/(S1-S2) (8)
这样在不同温度测试环境下,利用(8)式可以最大程度减少环境因素变化对本实施例提供的电化学气体传感器100的基线的影响,能够更加精确的计算出目标气体的浓度值。
以按本实施例提供的电化学气体传感器100装配的NO2传感器的第一工作电极140与第二工作电极150的基线随温度变化跟随性测试为例,测试结果如图2所示。
在测试过程中,升温速度为2℃/min。从图2可以看出,在温度从20℃逐渐升温到50℃再降到-20℃的整个变温过程中,第一工作电极140和第二工作电极150对应的基线输出电流值的变化趋势跟随一致性非常强,几乎是对温度变化做出同步的响应,这说明基线-温度曲线的稳态以及瞬态变化过程中两个电极基线的变化跟随性很高。
在温度低于30摄氏度时,单独的第一工作电极140或单独的第二工作电极150的基线输出电流值对温度变化的敏感性不大,但是在超过30摄氏度以后,该基线输出电流值随温度升高而迅速增加。如果没有设置第二工作电极150,传感器的基线变化将超过200ppb,这个基线温漂会极大的影响到环境监测时的准确性。如果按照本发明的设计,利用第二工作电极150的基线输出电流值对第一工作电极140的输出电流值进行差分扣除后,传感器的基线在整个温度变化范围内都保持一个基本恒定的值,扣除后的基线温漂在10ppb以内,保证了传感器应用在环境监测领域时测量的准确性。
本实施例提供的电化学气体传感器100,其工作电极的数量可以根据具体应用条件进行适应性增加设计。
例如,在在对同时存在目标气体A与干扰气体B的混合气进行检测时,本实施例提供的电化学气体传感器100中增加一自身属性与第一工作电极140及第二工作电极150相同的第三工作电极,并且,壳体110上同样对应设置一第三毛细孔,第三毛细孔的孔径同样异于第一毛细孔113及第二毛细孔115。具体响应如下:
其中,与分别表示第一工作电极140分别对目标气体A及干扰气体B的灵敏度;与分别表示第二工作电极150分别对目标气体A及干扰气体B的灵敏度;与分别表示第三工作电极分别对目标气体A及干扰气体B的灵敏度;S10、S20与S30分别表示第一工作电极140、第二工作电极150与第三工作电极各自的零点信号;CA与CB分别表示目标气体A的浓度与干扰气体B的浓度。
由于第一工作电极140、第二工作电极150及第三工作电极的材料及制备工艺基本一致,又处于相同的环境下,因而其零点信号基本一致,假设S0=S10=S20=S30,均可通过预先标定得到,因此,根据公式(9)、(10)、(11)可以计算得到CA、CB及S0。
特别地,如果用于高浓度气体检测时,传感器基线对应的气体浓度值相对于目标气体浓度是一个极小值。这种情况下,传感器零点信号可以当作一个恒定值处理。此时,仅采用第一工作电极140与第二工作电极150设计,即可满足测量精确性的要求。
利用上述特性,以本实施例提供的电化学气体传感器100为基础制作的三个混合气体传感器,各自对CO与H2的混合气体进行检测试验,各项试验数据如表1所示。
表1
可见,三个以本实施例提供的电化学气体传感器100为基础制作的混合气体传感器,检测数据依据公式(9)、(10)、(11)计算得到的CO与H2各自的浓度计算值与各自的真实值吻合度极高,即检测结果可靠。
因此,本实施提供的电化学气体传感器100能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,满足对混合气体的检测,提升了传感器测量的选择性。
综上所述,本实施例提供的电化学气体传感器100,适用于多种环境下的多种目标气体检测,其检测过程不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,检测结果准确,选择性广。
第二实施例
请参照图3所示,相较于第一实施例,本实施例提供的电化学气体传感器100,其第一毛细孔113的一端开设于所述第一过滤腔117远离所述第一反应面141的一端的端壁上,所述第一毛细孔113的另一端开设于所述壳体110的外壁,所述第二毛细孔115的两端分别开设于所述第一过滤腔117与所述第二过滤腔118相互靠近的各自的腔壁上。
即在实际应用中,外界气体依次经过隔离件160、第一毛细孔113及第一过滤腔117达到第一反应面141,以及依次依次经过隔离件160、第一毛细孔113、第一过滤腔117、第二毛细孔115及第二过滤腔118到达第二反应面151。
在其他实施例中,第一毛细孔113与第二毛细孔115之间的位置可以相互交换,即第一毛细孔113可以设置连通第一过滤腔117及第二过滤腔118,第二毛细孔115设置为与外界直接连通。
与第一实施例同原理的,本实施例提供的电化学气体传感器100,用于多种环境下的多种目标气体检测,其检测过程不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,检测结果准确,选择性广。
第三实施例
请参照图4所示,相较于第一实施例,本实施例提供的电化学气体传感器100,所述壳体110上设置有用于容置过滤材料的第三过滤腔119(相当于第一实施例中第一过滤腔117与第二过滤腔118连通),所述第一毛细孔113的一端开设于所述第三过滤腔119的一端的腔壁上,所述第一毛细孔113的另一端开设于与所述壳体110的内壁上与所述第一反应面141贴合的位置,所述第二毛细孔115的一端开设于所述第三过滤腔119的一端的腔壁上,所述第二毛细孔115的另一端开设于与所述壳体110的内壁上与所述第一反应面141贴合的位置,所述第一毛细孔113与所述第二毛细孔115各自的一端分别开设于所述第三过滤腔119的同一端的腔壁上,所述第三过滤腔119远离第一毛细孔113与第二毛细孔115的一端的腔壁上还开设有入气口116,所述入气口116的一端开设于所述第三过滤腔119内远离所述第一毛细孔113的一端的腔壁上,所述入气口116的另一端开设于所述壳体110的外壁上。
本实施例提供的电化学气体传感器100,在实际应用中,外界气体依次经过隔离件160与入气口116进入第三过滤腔119后,由第一毛细孔113达到第一反应面141或由第二毛细孔115到达第二反应面151。
与第一实施例同原理的,本实施例提供的电化学气体传感器100,用于多种环境下的多种目标气体检测,其检测过程不受环境因素影响,并能够在有干扰气体存在的情况下对目标气体进行准确检测,检测结果准确,选择性广。
综上,本发明提供的电化学气体传感器100,在保证第一毛细孔113的孔径异于第二毛细孔115的孔径,即保证第一工作电极140与第二工作电极150在其他自身因素均完全一致的情况下分别以不同的方式与待测气体接触,即使得到达第一反应面141与第二反应面151上的气体扩散传质阻力不一致的前提下,第一毛细孔113与第二毛细孔115在壳体110上的设置方式与位置可以进行多种适应性改变,而不仅仅局限于第一实施例、第二实施例及第三实施例所示的布置形式。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电化学气体传感器,其特征在于,包括壳体、参考电极、对电极、第一工作电极及第二工作电极,所述壳体的内壁围成用于容置电解液的容置腔,所述参考电极、所述对电极、所述第一工作电极及所述第二工作电极均容置于所述容置腔内,所述第一工作电极的一侧设置有第一反应面,所述第二工作电极的一侧设置有第二反应面,所述第一反应面与所述第二反应面分别与所述壳体的内壁贴合,所述壳体上分别开设有第一毛细孔及第二毛细孔,所述第一毛细孔的一端与外界连通,所述第一毛细孔的另一端用于将外界的气体引导至所述第一反应面,所述第二毛细孔的一端与外界连通,所述第二毛细孔的另一端用于将外界气体引导至所述第二反应面,所述第一毛细孔的孔径大于所述第二毛细孔的孔径。
2.根据权利要求1所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述壳体的内壁分别间隔凹设有用于容置过滤材料的第一过滤腔及第二过滤腔,所述第一反应面将所述第一过滤腔的开口封闭,所述第二反应面将所述第二过滤腔的开口封闭,所述第一过滤腔通过所述第一毛细孔与外界连通,所述第二过滤腔通过所述第二毛细孔与外界连通。
3.根据权利要求2所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述第一毛细孔的一端开设于所述第一过滤腔远离所述第一反应面的一端的端壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁。
4.根据权利要求2所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述第二毛细孔的一端开设于所述第二过滤腔远离所述第二反应面的一端的端壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁。
5.根据权利要求2所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述第一毛细孔的一端开设于所述第一过滤腔远离所述第一反应面的一端的端壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁,所述第二毛细孔的两端分别开设于所述第一过滤腔与所述第二过滤腔相互靠近的各自的腔壁上。
6.根据权利要求2所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述第二毛细孔的一端开设于所述第二过滤腔远离所述第二反应面的一端的端壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于所述壳体的外壁,所述第一毛细孔的两端分别开设于所述第一过滤腔与所述第二过滤腔相互靠近的各自的腔壁上。
7.根据权利要求1所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述壳体上设置有用于容置过滤材料的第三过滤腔,所述第一毛细孔的一端开设于所述第三过滤腔的一端的腔壁上,所述第一毛细孔的另一端开设于与所述壳体的内壁上与所述第一反应面贴合的位置,所述第二毛细孔的一端开设于所述第三过滤腔的一端的腔壁上,所述第二毛细孔的另一端开设于与所述壳体的内壁上与所述第一反应面贴合的位置,所述第三过滤腔与外界连通。
8.根据权利要求7所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述第一毛细孔与所述第二毛细孔各自的一端分别开设于所述第三过滤腔的同一端的腔壁上。
9.根据权利要求8所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述壳体上还设有入气口,所述入气口的一端开设于所述第三过滤腔内远离所述第一毛细孔的一端的腔壁上,所述入气口的另一端开设于所述壳体的外壁上。
10.根据权利要求1所述的电化学气体传感器,其特征在于,所述电化学气体传感器还包括隔离件,所述隔离件设置于所述壳体的外壁上,用于隔离水分及灰尘,所述第一毛细孔与所述第二毛细孔通过所述隔离件与外界连通。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112540112A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-23 | 上海雷密传感技术有限公司 | 传感器校准方法、装置、设备和存储介质 |
TWI814562B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 用於量測氣體酸鹼度的電化學試片 |
TWI814563B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 氣體酸鹼度檢測用的氣體採樣袋 |
TWI820887B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-11-01 | 超極生技股份有限公司 | 使用電化學試片檢測胃部幽門螺旋桿菌的應用方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5723036A (en) * | 1995-09-13 | 1998-03-03 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Electrochemical measuring cell |
US5932079A (en) * | 1996-06-07 | 1999-08-03 | Dragerwerk Ag | Electrochemical multigas sensor |
US20020036137A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-03-28 | Slater Cody Zane | Gas sensors |
US20050145493A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Alphasense Limited | Electrochemical sensor |
CN101571506A (zh) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | 华瑞科学仪器(上海)有限公司 | 甲醛传感器 |
CN102706948A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 尚沃医疗电子无锡有限公司 | 一种利用电化学传感器测量气体浓度的方法与装置 |
CN102914575A (zh) * | 2012-08-14 | 2013-02-06 | 尚沃医疗电子无锡有限公司 | 气体传感器 |
CN104614423A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 宋胜博 | 基于减法器的电化学甲醛传感器抗干扰电路设计 |
CN109813779A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 荆州市爱尔瑞科技有限公司 | 一种电化学二氧化硫气体传感器 |
CN210221895U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-03-31 | 盛密科技(上海)有限公司 | 一种电化学气体传感器 |
-
2019
- 2019-07-29 CN CN201910687657.2A patent/CN110261458A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5723036A (en) * | 1995-09-13 | 1998-03-03 | Dragerwerk Aktiengesellschaft | Electrochemical measuring cell |
US5932079A (en) * | 1996-06-07 | 1999-08-03 | Dragerwerk Ag | Electrochemical multigas sensor |
US20020036137A1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-03-28 | Slater Cody Zane | Gas sensors |
US20050145493A1 (en) * | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Alphasense Limited | Electrochemical sensor |
CN101571506A (zh) * | 2008-04-29 | 2009-11-04 | 华瑞科学仪器(上海)有限公司 | 甲醛传感器 |
CN102706948A (zh) * | 2012-06-21 | 2012-10-03 | 尚沃医疗电子无锡有限公司 | 一种利用电化学传感器测量气体浓度的方法与装置 |
CN102914575A (zh) * | 2012-08-14 | 2013-02-06 | 尚沃医疗电子无锡有限公司 | 气体传感器 |
CN104614423A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-13 | 宋胜博 | 基于减法器的电化学甲醛传感器抗干扰电路设计 |
CN109813779A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-28 | 荆州市爱尔瑞科技有限公司 | 一种电化学二氧化硫气体传感器 |
CN210221895U (zh) * | 2019-07-29 | 2020-03-31 | 盛密科技(上海)有限公司 | 一种电化学气体传感器 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112540112A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-23 | 上海雷密传感技术有限公司 | 传感器校准方法、装置、设备和存储介质 |
CN112540112B (zh) * | 2020-12-03 | 2023-03-28 | 上海雷密传感技术有限公司 | 传感器校准方法、装置、设备和存储介质 |
TWI814562B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 用於量測氣體酸鹼度的電化學試片 |
TWI814563B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-09-01 | 超極生技股份有限公司 | 氣體酸鹼度檢測用的氣體採樣袋 |
TWI820887B (zh) * | 2022-08-31 | 2023-11-01 | 超極生技股份有限公司 | 使用電化學試片檢測胃部幽門螺旋桿菌的應用方法 |
US11927559B1 (en) | 2022-08-31 | 2024-03-12 | UltraE Co. Ltd. | Gas sampling bag for gas pH measurement |
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