CN216285041U - 一种传感器芯片及电化学传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种传感器芯片及电化学传感器，传感器芯片包括底板、电解质组和引线组，所述底板设有透气孔，所述电解质组包括至少两个固态电解质，所述引线组包括至少两根引线，每根所述引线与一个所述固态电解质连接。本实用新型的传感器芯片使用固态电解质，其具有不会泄漏、不易缺失、损耗小且化学性质稳定的优点，从而提高了产品品质；且固态电解质与底板结合，使电化学传感器的核心反应元件的结构变得简单且高效，更易于后续的外壳封装，降低了生产难度，有利于提高生产效率。

Description

一种传感器芯片及电化学传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种传感器芯片及电化学传感器。

背景技术

电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化学传感器的基本元件为：一个工作(或传感)电极、一个极板，上述电极附于传感器箱内，衬以液体电解质；工作电极位于一块薄膜的内面上，有多孔供气流穿过，但电解液无法渗透。气体扩散后进入传感器并穿过薄膜到达电极，气体到达电极后将发生电化学反应——氧化或压缩，氧化反应使电子通过外电路从工作电极流向极板，压缩反应使电子从极板流向工作电极，上述电子流构成电流，并与气体浓度互成比例。

但是液体电解质不易封装，生产时容易发生泄漏，影响产品质量，且产品中液体电解质容易挥发损耗，产品品质不稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何提高电化学传感器的品质及减小生产难度。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种传感器芯片，包括底板、电解质组和引线组，所述底板设有透气孔，所述电解质组包括至少两个固态电解质，所述引线组包括至少两根引线，每根所述引线与一个所述固态电解质连接。

相对于现有技术，本实用新型的传感器芯片使用固态电解质，其具有不会泄漏、不易缺失、损耗小且化学性质稳定的优点，从而提高了产品品质；且固态电解质与底板结合，使电化学传感器的核心反应元件的结构变得简单且高效，更易于后续的外壳封装，降低了生产难度，有利于提高生产效率。

可选地，所述电解质组包括三个固态电解质，分别为与工作电极对应的第一固态电解质，与对电极对应的第二固态电解质和与参比电极对应的第三固态电解质。由此设置三个固态电解质，分别与三种电极对应，保证电化学传感器测量准确。

可选地，所述透气孔设置在与所述第一固态电解质和所述第二固态电解质对应位置。由此在对应工作电极和对电极的固态电解质位置设置透气孔，作为与外部气体接触的通道。

可选地，所述第一固态电解质在所述底板上的覆盖区域为圆形，所述第二固态电解质和所述第三固态电解质在所述底板上的覆盖区域为扇环形，所述第一固态电解质、所述第二固态电解质和所述第三固态电解质的圆心相同。由此设计各固态电解质的形状，便于固态电解质在底板上布局。

可选地，每根所述引线的一端与一个所述固态电解质连接，所述引线的另一端位于所述底板的边缘。由此引线的一端设置在底板的边缘，便于与外部电路联接。

可选地，所述引线包括连接部和触点部，所述连接部与所述固态电解质相连，所述触点部的宽度大于所述连接部。由此触点部加宽处理，保证触点联接可靠。

可选地，所述底板的材料为陶瓷。由此使传感器芯片性能稳定，便于印制电解质组和引线组。

可选地，所述电解质组的表面覆盖有保护膜。由此保护膜可以保护固态电解质，并使固态电解质与外部气体隔离

可选地，所述保护膜的材料的硅胶。由此保护膜可以涂覆在固态电解质表面，结合可靠，避免脱落。

本实用新型还提供一种电化学传感器，包括上述的传感器芯片。

相对于现有技术，本实用新型的电化学传感器使用了新设计的传感器芯片，其具有性能稳定，不会泄漏，不易损耗，使用寿命长的优点，且该电化学传感器体积小巧，装配方便，有利于提高生产效率和产品品质。

附图说明

图1为本实用新型实施例中传感器芯片的俯视图；

图2为本实用新型实施例中传感器芯片的仰视图；

图3为本实用新型另一实施例中传感器芯片的俯视图；

图4为本实用新型另一实施例中传感器芯片的主视图。

附图标记说明：

1-底板，11-透气孔，21-第一固态电解质，22-第二固态电解质，23-第三固态电解质，3-引线，31-连接部，32-触点部，4-保护膜。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标记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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”等，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1和图2所示，本实用新型的实施例提供一种传感器芯片，是电化学传感器的基本元件。该传感器芯片包括底板1、电解质组和引线组，电解质组和引线组设置在底板1上。底板1作为传感器芯片各种功能元件的载体，底板1设有透气孔11，作为电解质组与外部气体接触的通道。电解质组是实现传感器电化学原理的核心原材料，其包括多个固态电解质。引线组包括多根引线3，引线3的数量与固态电解质数量对应，每根引线3与一个固态电解质连接，作为固态电解质联接外部电路的引线3和接点。

本实施例的传感器芯片使用固态电解质，其具有不会泄漏、不易缺失、损耗小且化学性质稳定的优点，从而提高了产品品质。且固态电解质与底板1结合，使电化学传感器的核心反应元件的结构变得简单且高效，更易于后续的外壳封装，降低了生产难度，有利于提高生产效率。

本实施例中，底板1的材料为陶瓷，其性能稳定，不易损坏。电解质组印制在底板1的上表面，电解质组包括三个固态电解质，定义为第一固态电解质21、第二固态电解质22和第三固态电解质23，分别与工作电极、对电极和参比电极对应，保证电化学传感器测量准确。底板1上透气孔11的位置与第一固态电解质21和第二固态电解质22的位置对应，作为与外部气体接触的通道。

进一步地，第一固态电解质21在底板1上的覆盖区域为圆形，第二固态电解质22和第三固态电解质23在底板1上的覆盖区域为扇环形，且第一固态电解质21、第二固态电解质22和第三固态电解质23的圆心相同。对固态电解质的形状进行设计，便于固态电解质在底板1上布局。底板1上透气孔11的形状与相应的固态电解质形状对应。

引线3的材料为铜，保证导电效果。结合图1所示，引线3的一端与固态电解质连接，另一端引出至底板1的边缘，便于与外部电路联接。且引线3由两段组成，分别为连接部31和触点部32，其中连接部31与固态电解质相连，触点部32引出至底板1的边缘，触点部32进行加宽处理，使触点部32的宽度大于连接部31，有利于提高触点部32与外部电路联接可靠性和便捷性。

结合图3和图4所示，本实施例提供另一种传感器芯片，其与上述实施例不同之处在于，传感器芯片还包括保护膜4，保护膜4设置在底板1的上表面，覆盖住电解质组。保护膜4可以保护固态电解质不受外力损伤，且能隔离外部气体，保证电化学传感器检测结果准确。

进一步地，保护膜4的材料的硅胶，可以涂覆在固态电解质表面，结合可靠，避免脱落。

本实用新型的另一实施例提供一种电化学传感器，其包括上述实施例中的传感器芯片，传感器芯片设置在壳体中，并与外部电路联接。本实施例的电化学传感器使用了新设计的传感器芯片，其具有性能稳定，不会泄漏，不易损耗，使用寿命长的优点，且该电化学传感器体积小巧，装配方便，有利于提高生产效率和产品品质。

最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种传感器芯片，其特征在于，包括底板(1)、电解质组和引线组，所述底板(1)设有透气孔(11)，所述电解质组包括至少两个固态电解质，所述引线组包括至少两根引线(3)，每根所述引线(3)与一个所述固态电解质连接。

2.根据权利要求1所述的传感器芯片，其特征在于，所述电解质组包括三个固态电解质，分别为与工作电极对应的第一固态电解质(21)，与对电极对应的第二固态电解质(22)和与参比电极对应的第三固态电解质(23)。

3.根据权利要求2所述的传感器芯片，其特征在于，所述透气孔(11)设置在与所述第一固态电解质(21)和所述第二固态电解质(22)对应位置。

4.根据权利要求2所述的传感器芯片，其特征在于，所述第一固态电解质(21)在所述底板(1)上的覆盖区域为圆形，所述第二固态电解质(22)和所述第三固态电解质(23)在所述底板(1)上的覆盖区域为扇环形，所述第一固态电解质(21)、所述第二固态电解质(22)和所述第三固态电解质(23)的圆心相同。

5.根据权利要求1所述的传感器芯片，其特征在于，每根所述引线(3)的一端与一个所述固态电解质连接，所述引线(3)的另一端位于所述底板(1)的边缘。

6.根据权利要求5所述的传感器芯片，其特征在于，所述引线(3)包括连接部(31)和触点部(32)，所述连接部(31)与所述固态电解质相连，所述触点部(32)的宽度大于所述连接部(31)。

7.根据权利要求1所述的传感器芯片，其特征在于，所述底板(1)的材料为陶瓷。

8.根据权利要求1所述的传感器芯片，其特征在于，所述电解质组的表面覆盖有保护膜(4)。

9.根据权利要求8所述的传感器芯片，其特征在于，所述保护膜(4)的材料的硅胶。

10.一种电化学传感器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的传感器芯片。

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