CN203772795U - 一种电化学传感器电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型记载了一种电化学传感器电极，所述电化学传感器电极包括：基板，所述基板的上表面设置有接触反应区和绝缘层区，且该绝缘层区包围所述接触反应区；厚膜绝缘层，所述厚膜绝缘层覆盖位于所述绝缘层区中所述基板的上表面，以与位于所述接触反应区中的基板构成一凹槽集流结构；其中，位于所述接触反应区中基板的表面还设置有互不接触的参比电极、工作电极和辅助电极。本实用新型公开的电化学传感器电极结构，利用电极接触反应区外侧具有一定高度的绝缘保护层，使电极的接触反应区形成碗型集流结构，克服了目前的平面型电极容易使微容量的被测溶液流失的缺陷，提高了此类电化学传感器的测试精度，减少溶液污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学传感器电极。
背景技术
电化学传感器用来测定目标分子或物质的电学和电化学性质，从而进行定性和定量的分析和测量，电化学传感器的基本理论和技术发展与电分析化学密切相关，随着微电子和材料加工技术不断更新而发展，电化学传感器朝着微型化和智能化发展，在重金属检测中具有便携和低成本的明显优势，特别是应对重金属突发事故，可以现场进行监控，而且其使用和维护成本比较低。
薄膜印刷电极的出现突破了传统固体电极的局限，具备制备简单、低成本、便携和易于批量生产等优点。自从20世纪90年代以来，从微电子工业发展而来的薄膜电极制备技术为制作高通量、可重复并能单个使用的传感器，提供了一个平台，同时也为环境污染物现场快速测定提供了一个新的手段。
目前现有的电化学传感器电极一般都是由工作电极、参比电极和辅助电极组成，传感器的工作电极上固定化某种化学活性物质，通过与被测试溶液的电化学反应进行相关的测试，其工作电极的接触反应区域一般都是平面结构的，由于此类电化学传感器进行的都是微量容积的电化学和生物电化学反应，测试溶液都是微量的，在平面结构的接触反应区很容易使测试溶液流失，造成测试误差。
中国专利(公开号：CN202305467U)记载了一种新型银电极，涉及一种长效铁离子在线检测银-氯化银参比电极，该银电极主要由电极内管和电极外管组成，电极内管中的铜丝上端与导线相连，下端与银丝相焊接，并用热熔胶密封固定，银丝穿过电极内管底部进入电极外管底部，电极外管中充满参比溶液，外液接界用玻璃纤维粉末填充压实；电极内管深入电极外管中上部，外用胶管套牢；虽然该文献记载的技术方案既可保证参比溶液与外部溶液的离子通道，又可减缓参比溶液的流失，有效延长了参比电极的使用寿命，但依旧未能解决测试溶液流失的问题，并且该技术方案依旧基于就有的固体电极方案，便携性差。
实用新型内容
针对上述存在的问题，本实用新型公开了一种电化学传感器电极，以克服现有技术中存在的由于将电化学检测其电极接触反应区设置为平面，而导致在仪器检测在检测溶液量较多的时候，因溶液流失导致的测试误差的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电化学传感器电极，其特征在于，所述电化学传感器电极包括：
基板，所述基板的上表面设置供电电极区、有接触反应区和绝缘层区，且该绝缘层区包围所述接触反应区；
主线，所述主线覆盖于所述基板的上表面；
厚膜绝缘层，所述厚膜绝缘层覆盖位于所述绝缘层区中所述基板的上表面，以与位于所述接触反应区中的基板构成一凹槽集流结构；
其中，位于所述接触反应区中基板的表面还设置有互不接触的参比电极、工作电极和辅助电极，所述供电电极区设置有若干个供电电极。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述电极制作基板优选为PET、PVC、FR4和刚玉陶瓷片等材料。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述基板的厚度为0.10mm-1.50mm。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述供电电极、参比电极、工作电极和辅助电极与主线的制作所用导电浆料优选为银浆、碳浆、铜浆或铝浆。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述电极中，参比电极材料为氯化银。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述厚膜绝缘层选用的绝缘油墨由印刷工艺制作。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述绝缘油墨为UV型绝缘油墨和溶剂型绝缘油墨。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述厚膜绝缘层的厚度为100μm～500μm。
上述的一种电化学传感器电极，其中，所述参比电极、工作电极和辅助电极各自通过所述主线与供电电极相连。
上述实用新型具有如下优点或者有益效果：
本实用新型公开的电化学传感器电极结构，利用电极接触反应区外侧具有一定高度的厚膜绝缘层，使电极的接触反应区形成碗型集流结构，克服了目前的平面型电极容易使微容量的被测溶液流失的缺陷，提高了此类电化学传感器的测试精度，减少溶液污染，且本实用新型结构与工艺简单，易于生产。
具体附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是本实用新型的实施例中主线印刷层的结构示意图；
图2是本实用新型的实施例中参比电极印刷层的结构示意图；
图3是本实用新型的实施例中正面套碳印刷层的结构示意图；
图4是本实用新型的实施例中厚膜绝缘层印刷层的结构示意图；
图5是本实用新型的实施例中厚膜绝缘层印刷层的区域结构示意图；
其中，1是基板；2是主线；3是参比电极；4是供电电极；5是工作电极；6是辅助电极；7是厚膜绝缘层；1’是接触反应区域；2’是绝缘层区；3’是供电电极区。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。
如图1-4所示，一种电化学传感器电极，包括一基板1、主线2、参比电极3、供电电极4、工作电极5、辅助电极6和厚膜绝缘层7；
其中，基板上方设置有接触反应区域1’、绝缘层区2’和供电电极区3’，其结构如图5所示，且该绝缘层区包围所述接触反应区；
上述厚膜绝缘层7覆盖位于所述绝缘层区2’中所述基板1的上表面，以与位于所述接触反应区1’中的基板构成一凹槽集流结构；
位于所述接触反应区中基板的表面还设置有互不接触的参比电极、工作电极和辅助电极，所述供电电极区设置有若干个供电电极，各个供电电极之间互不接触。
其中，上述的一种电化学传感器电极在工作时，参比电极3工作电极5和辅助电极6接触测试液体，由于在上述三电极周围的厚膜绝缘层7厚度较大，测试液体不易发生流失与污染，保证了测试液体容量与成分的稳定。
上述电化学传感器电极中，主线2覆盖于基板1上表面，结构如图1所示；
参比电极3、供电电极4、工作电极5、辅助电极6分别覆盖于主线上方，结构如图2和图3所示；
厚膜绝缘层7覆盖于绝缘区域2’上表面，暴露出参比电极3、 供电电极4、工作电极5和辅助电极6，并在参比电极3、工作电极5和辅助电极6处形成凹槽集流结构，如图4所示。
选优的，上述的基板1的材料使用PET、PVC、FR4或刚玉陶瓷片，厚度为0.10mm-1.50mm(例如0.30mm、0.50mm或0.70mm等)。
选优的，参比电极3的材料使用氯化银，主线2、供电电极4、工作电极5和辅助电极6的制备材料为银浆、碳浆、铜浆与铝浆，厚膜绝缘层7的制备材料为绝缘油墨(如UV型绝缘油墨或溶剂型绝缘油墨等)。
选优的，上述的主线2、参比电极3、供电电极4、工作电极5、辅助电极6和厚膜绝缘层7的制备工艺为印刷工艺，其中，厚膜绝缘层7经由多次叠加印刷，使厚膜绝缘层7厚度控制在100μm～500μm(例如100μm、150μm、250μm、470μm或500μm等)(当然，也可根据工艺需求，适当的增加上述各个层结构的厚度，以满足工艺的需求)。
其中，图3中所示的参比电极3、工作电极5和辅助电极6各自通过互不相交的主线与对应的供电电极4相连，选优的参比电极3和辅助电极6各自单独连接一个供电电极，工作电极5通过两条主线连接两个供电电极。
综上所述，由于厚膜绝缘层7具有一定的厚度，因而与基板在参比电极3、供电电极4与工作电极5处形成碗型结构，使得本实用新型具有集流作用，避免了传感器在工作测试中发生测试溶液流失与污染的问题，提高了测试精度。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容，在此不予赘述。
以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种电化学传感器电极，其特征在于，所述电化学传感器电极包括：
基板，所述基板的上表面设置供电电极区、有接触反应区和绝缘层区，且该绝缘层区包围所述接触反应区；
主线，所述主线覆盖于所述基板的上表面；
厚膜绝缘层，所述厚膜绝缘层覆盖位于所述绝缘层区中所述基板的上表面，以与位于所述接触反应区中的基板构成一凹槽集流结构；
其中，位于所述接触反应区中基板的表面还设置有互不接触的参比电极、工作电极和辅助电极，所述供电电极区设置有若干个供电电极，所述参比电极、所述辅助电极均至少与一所述供电电极电连接；且所述参比电极、供电电极、工作电极、辅助电极分别覆盖于所述主线的上方，所述工作电极通过两条所述主线与两个所述供电电极连接。
2.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述电极制作基板优选为PET、PVC、FR4和刚玉陶瓷片等材料。
3.如权利要求2所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述基板的厚度为0.10mm-1.50mm。
4.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述供电电极、参比电极、工作电极和辅助电极与主线的制作所用导电浆料优选为银浆、碳浆、铜浆或铝浆。
5.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述电极中，参比电极材料为氯化银。
6.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述绝缘保护层选用的绝缘油墨由印刷工艺制作。
7.如权利要求6所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述绝缘油墨为UV型绝缘油墨和溶剂型绝缘油墨。
8.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述厚膜绝缘层的厚度为100μm～500μm。
9.如权利要求1所述的一种电化学传感器电极，其特征在于，所述参比电极、工作电极和辅助电极各自通过所述主线与所述供电电极相连。
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