CN216082586U - 电化学气体传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电化学气体传感器，包括封装外壳和设于所述封装外壳内的电极结构，所述电极结构包括依次贴合设置的多孔电极、离子液体固化片和丝网印刷电极，所述多孔电极包括多孔片和嵌装于所述多孔片的孔隙内的离子块，所述封装外壳上具有能够使气体通过的导气通道。本实用新型提供的电化学气体传感器，旨在实现方便电解质与电子元件集成，提高检测效率，避免电解质发生泄漏。
Description
技术领域
本实用新型属于气体检测设备技术领域，更具体地说，是涉及一种电化学气体传感器。
背景技术
电化学气体传感器主要用于对Cl2、H2S、NO2、HF等有害气体进行检测，其具有灵敏度高、体积小和抗干扰能力强的特点，而且电化学气体传感器的检测范围较广，因此被广泛应用于各种行业。现有的电化学气体传感器通常采用酸性溶液或碱性溶液作为电解液，但在使用过程中因电化学气体传感器倾斜或移动容易造成溶液泄漏，影响电化学气体传感器的正常使用，同时也会因酸性溶液或碱性溶液外漏产生安全隐患。液态的电解质在生产时不易与电子元件集成，造成生产效率降低。另外，传统的电化学气体传感器离子移动路径较长，造成检测效率低下。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电化学气体传感器，旨在实现方便电解质与电子元件集成，提高检测效率，避免电解质发生泄漏。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电化学气体传感器，包括封装外壳和设于所述封装外壳内的电极结构，所述电极结构包括依次贴合设置的多孔电极、离子液体固化片和丝网印刷电极，所述多孔电极包括多孔片和嵌装于所述多孔片的孔隙内的离子块，所述封装外壳上具有能够使气体通过的导气通道。
在一种可能的实现方式中，所述封装外壳包括：
底座，具有用于容纳所述电极结构的容置腔，所述容置腔的一端具有开口；以及
盖板，盖设于所述开口，所述盖板用于将所述容置腔封闭。
在一种可能的实现方式中，所述盖板上设有第一进气部，所述底座上设有与所述第一进气部相对应的第二进气部，所述第一进气部和所述第二进气部形成所述导气通道。
在一种可能的实现方式中，所述第一进气部由多个间隔设置的第一透气孔形成，所述第二进气部由多个间隔设置的第二透气孔形成。
在一种可能的实现方式中，所述第一透气孔和所述第二透气孔的孔径均为4-6mm。
在一种可能的实现方式中，所述第一进气部和所述第二进气部上分别覆盖有疏水透气膜。
在一种可能的实现方式中，所述电化学气体传感器还包括设于所述盖板内侧的导电片，所述导电片与所述离子液体固化片贴合。
在一种可能的实现方式中，所述导电片为银片。
在一种可能的实现方式中，所述银片的厚度为0.08-0.12mm。
在一种可能的实现方式中，所述离子液体固化片的厚度为45-55μm。
本实用新型提供的电化学气体传感器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型电化学气体传感器的气体由封装外壳上的导气通道进入封装外壳内，与多孔电极和丝网印刷电极发生反应。离子液体固化片将多孔电极与丝网印刷电极隔离，避免多孔电极直接与丝网印刷电极接触产生导电现象。离子从多孔电极透过离子液体固化片移动至丝网印刷电极，缩短了离子移动的路径，提高了检测效率。本实用新型采用多孔电极代替传统的液态电解质，避免了电化学气体传感器在使用过程中发生泄漏现象，提高了电化学气体传感器使用中的稳定性和安全性。同时，离子液固化后嵌合在多孔片中形成多孔电极，增加了与气体的接触面积，提高反应效率，而且固态的电极材料方便生产加工，提高了封装效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型实施例一提供的电化学气体传感器的剖视图；
图2为本实用新型实施例二提供的电化学气体传感器的剖视图；
图3为本实用新型实施例三提供的电化学气体传感器的剖视图；
图4为本实用新型实施例一采用的底座的剖视图。
图中：1、盖板；101、密封部；102、第一透气孔；2、底座；201、容置腔；202、第二透气孔；3、多孔电极；4、离子液体固化片；5、丝网印刷电极；6、导电片。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1至图3，现对本实用新型提供的电化学气体传感器进行说明。电化学气体传感器，包括封装外壳和设于封装外壳内的电极结构，电极结构包括依次贴合设置的多孔电极3、离子液体固化片4和丝网印刷电极5，多孔电极3包括多孔片和嵌装于多孔片的孔隙内的离子块，封装外壳上具有能够使气体通过的导气通道。
本实用新型提供的电化学气体传感器，与现有技术相比，本实用新型电化学气体传感器气体由封装外壳上的导气通道进入封装外壳内，与多孔电极3和丝网印刷电极5发生反应。离子液体固化片4将多孔电极3与丝网印刷电极5隔离，避免多孔电极3直接与丝网印刷电极5接触产生导电现象。离子从多孔电极3透过离子液体固化片4移动至丝网印刷电极5，缩短了离子移动的路径，提高了检测效率。本实用新型采用多孔电极3代替传统的液态电解质，避免了电化学气体传感器在使用过程中发生泄漏现象，提高了电化学气体传感器使用中的稳定性和安全性。同时，离子液固化后嵌合在多孔片中形成多孔电极3，增加了与气体的接触面积，提高反应效率，而且固态的电极材料方便生产加工，提高了封装效率。
需要说明的是，将液态的离子液放入多孔片上，离子液渗入多孔片的孔隙中，采用烧结固化的方式使离子液固化于多孔片，形成多孔电极。
具体地，封装外壳为高韧性树脂构件。
可选的，多孔片可以采用泡沫镍或泡沫钛。
在一些实施例中，请参阅图1至图4，封装外壳包括底座2和盖板1，底座2具有用于容纳电极结构的容置腔201，容置腔201的一端具有开口；盖板1盖设于开口，盖板1用于将容置腔201封闭。
本实施例中将多孔电极3、离子液体固化片4和丝网印刷电极5依次放入容置腔201内，然后将盖板1封盖于容置腔201的开口，使位于容置腔201内的多孔电极3、离子液体固化片4和丝网印刷电极5紧密贴合，缩短气体流动的路径，提高气体反应效率，容置腔201内较为封闭的环境能够避免外部杂质进入，提高检测的精确度。
可选的，盖板1与底座2盖合后使用热熔胶将连接缝隙进行密封，避免水汽进入容置腔201内。
可选的，盖板1上具有能够插入容置腔201内的密封部101，密封部101与多孔电极3抵接，以使多孔电极3、离子液体固化片4和丝网印刷电极5紧密接触，缩短气体的移动路径，提高检测效率。
可选的，盖板1和底座2上分别设置有相对应的螺纹孔，通过螺纹连接件将盖板1和底座2上的螺纹孔连接。
在一些实施例中，请参阅图1至图3，盖板1上设有第一进气部，底座2上设有与第一进气部相对应的第二进气部，第一进气部和第二进气部形成导气通道。
通过第一进气部和第二进气部分别向容置腔201内通入气体，使气体能够直接接触到三相反应界面(气体可同时与多孔电极3和丝网印刷电极5接触)，形成气液固三相立体接触面，相对于传统采用液态电解质的电化学气体传感器缩短了气体的流通路径，提高了电化学气体传感器的反应速度。
在一些实施例中，请参阅图1至图3，第一进气部由多个间隔设置的第一透气孔102形成，第二进气部由多个间隔设置的第二透气孔202形成。
设置多个第一透气孔102和多个第二透气孔202可以将单个的第一透气孔102或第二透气孔202设置成较小的孔径，避免外部杂质进入，同时不会影响气体进入容置腔201的速度，确保电化学气体传感器的相应速度。
在一些实施例中，请参阅图1至图3，第一透气孔102和第二透气孔202的孔径均为4-6mm。
第一透气孔102和第二透气孔202的孔径设置在4-6mm范围内能够确保气体顺利进入容置腔201内，保证电化学气体传感器的响应速度，同时此范围内的孔径不会使外部的颗粒状杂质进入，避免损坏或干扰内部的电极结构。
可选的，第一透气孔102和/或第二透气孔202的孔径为5mm。
在一些实施例中，图中未示出，第一进气部和第二进气部上分别覆盖有疏水透气膜。
疏水透气膜能够组织外部的水汽或水滴进入封装外壳内，避免影响多孔电极3或丝网印刷电极5的正常使用，提高电化学气体传感器的检测速度和精度。
可选的，疏水透气膜采用PTFE膜，PTFE具有良好的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性和电绝缘性。
可选的，疏水透气膜可以设置在第一进气部和/或第二进气部的进气端，也可以设置在第一进气部和/或第二进气部的出气端。
在一些实施例中，请参阅图3，电化学气体传感器还包括设于封装外壳内的导电片6，导电片6与离子液体固化片4贴合。
导电片6对多孔电极3进行导电，导电片6与多孔电极3的接触面积较大，提高了电连接的稳定性。
可选的，当封装外壳包括盖板1和底座2时，导电片6设于盖板1朝向容置腔201的一侧。
在一些实施例中，请参阅图3，导电片6为银片。
银具有较好的导电性，能够减少与多孔电极3接触产生的电阻，减少电能损失。
在一些实施例中，图中未示出，银片的厚度为0.08-0.12mm。
银为贵金属材料，厚度在0.08-0.12mm的银片能够产生较好的导电效果，避免使用厚度过大的银片造成成本增加。
可选的，银片的厚度为0.1mm。
在一些实施例中，图中未示出，离子液体固化片4的厚度为45-55μm。
离子液体固化片4的厚度设置在45-55μm之间可以将多孔电极3和丝网印刷电极5进行有效隔离，同时能够缩短离子迁移的路径，提高电化学气体传感器的检测速度。
可选的，离子液体固化片4的厚度为50μm。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.电化学气体传感器，其特征在于，包括封装外壳和设于所述封装外壳内的电极结构，所述电极结构包括依次贴合设置的多孔电极、离子液体固化片和丝网印刷电极，所述多孔电极包括多孔片和嵌装于所述多孔片的孔隙内的离子块，所述封装外壳上具有能够使气体通过的导气通道。
2.如权利要求1所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述封装外壳包括：
底座，具有用于容纳所述电极结构的容置腔，所述容置腔的一端具有开口；以及
盖板，盖设于所述开口，所述盖板用于将所述容置腔封闭。
3.如权利要求2所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述盖板上设有第一进气部，所述底座上设有与所述第一进气部相对应的第二进气部，所述第一进气部和所述第二进气部形成所述导气通道。
4.如权利要求3所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述第一进气部由多个间隔设置的第一透气孔形成，所述第二进气部由多个间隔设置的第二透气孔形成。
5.如权利要求4所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述第一透气孔和所述第二透气孔的孔径均为4-6mm。
6.如权利要求3所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述第一进气部和所述第二进气部上分别覆盖有疏水透气膜。
7.如权利要求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设于所述封装外壳内的导电片，所述导电片与所述离子液体固化片贴合。
8.如权利要求7所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述导电片为银片。
9.如权利要求8所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述银片的厚度为0.08-0.12mm。
10.如权利要求1所述的电化学气体传感器，其特征在于，所述离子液体固化片的厚度为45-55μm。
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