控制电位电解型氧气传感器的制作方法

本发明属于气体检测，特别是涉及控制电位电解型氧气传感器。

背景技术：

1、控制电位电解型气体传感器由于具有检测气体种类多，浓度范围宽，体积小，价格低，测量精度高，可用于现场直接检测等优点，在环境监测与安全生产等领域中得到了广泛应用。但现有技术中，这类传感器目前存在一些问题，固态电解质需要在600℃以上的高温工作，且气体在固态电解液中扩散慢导致传感器响应慢；浓度差的测试原理，导致低浓度检测难；两电极体系导致测试基线漂移；容易受到有机挥发组分干扰。

技术实现思路

1、本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供控制电位电解型氧气传感器。

2、本发明采用以下技术方案：控制电位电解型氧气传感器，包括：

3、壳体，具有电极腔室和接插腔室；所述电极腔室和所述接插腔室相连通；

4、阵列微电极组件，设置于所述电极腔室的内部；

5、三极接插件组件，设置于所述壳体的底部，并连接于所述阵列微电极组件；

6、所述阵列微电极组件包括：设置于所述电极腔室内部顶端的工作极、设置于所述工作极下方的对电极、设置于所述对电极下方的参比电极、连接于所述工作极的第一电极引线、连接于所述对电极的第二电极引线、以及连接于所述参比电极的第三电极引线。

7、优选的是，所述工作极包括：

8、设置于所述电极腔室内部顶端的第一防水透气膜、以及设置于所述第一防水透气膜下方的第一电催化剂。

9、优选的是，所述对电极包括：

10、设置于所述第一电催化剂下方的第二电催化剂、以及设置于所述第二电催化剂下方的第二防水透气膜。

11、优选的是，所述参比电极包括：

12、设置于所述第二防水透气膜下方的第三防水透气膜、以及设置于所述第三防水透气膜下方的第三电催化剂。

13、优选的是，所述第一电催化剂、第二电催化剂和第三电催化剂的材料均由pt合金和c组成，所述pt合金的材料由pt和其他金属cu、pd、au、ir、ru、fe、co、ni中的一种或多种构成，所述pt和其他金属的比例为0-30at％，所述c的负载量为15wt％-60wt％。

14、优选的是，所述工作极和所述对电极之间、所述对电极和所述参比电极之间均设置有隔膜。

15、优选的是，所述第一电催化剂、所述第二电催化剂和所述第三电催化剂分别在所述第一防水透气膜、所述第二防水透气膜、所述第三防水透气膜的表面阵列排布构成微电极，所述微电极的尺寸为10-500微米，所述微电极的间距为10-50微米。

16、优选的是，所述三极接插件组件包括：连接于所述第一电极引线的第一接插件、连接于所述第二电极引线的第二接插件、以及连接于所述第三电极引线的第三接插件。

17、优选的是，所述电极腔室和所述接插腔室的内部填充有凝胶电解质，所述凝胶电解质包括：碱、高分子材料或酸、高分子材料。

18、本发明的有益效果：

19、1、利用控制电位电解型检测原理测量箱体内气体浓度绝对值，更准确，测量精度更高。

20、2、相对于两电极器件而言，第三个电极(即参比电极)的引入使得工作电极电位控制更加准确、零点漂移小、测试基线更稳定，进而对被检测气体的电化学反应动力学控制更加精确。

21、3、本发明以碳基材料作为电催化剂，非贵金属价格低，降低了贵金属用量，提高了性能且性能更加稳定。

22、4、采用凝胶电解质，避免电解质溶液的泄露和干涸问题。

23、5、设置三极接插件组件的插拔式更换传感器，体积小，拆卸更换方便，适用于现场实时监测。

技术特征：

1.控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述工作极包括：

3.根据权利要求2所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述对电极包括：

4.根据权利要求3所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述参比电极包括：

5.根据权利要求4所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述第一电催化剂、第二电催化剂和第三电催化剂的材料均由pt合金和c组成，所述pt合金的材料由pt和其他金属cu、pd、au、ir、ru、fe、co、ni中的一种或多种构成，所述pt和其他金属的比例为0-30at％，所述c的负载量为15wt％-60wt％。

6.根据权利要求5所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述工作极和所述对电极之间、所述对电极和所述参比电极之间均设置有隔膜。

7.根据权利要求5所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述第一电催化剂、所述第二电催化剂和所述第三电催化剂分别在所述第一防水透气膜、所述第二防水透气膜、所述第三防水透气膜的表面阵列排布构成微电极，所述微电极的尺寸为10-500微米，所述微电极的间距为10-50微米。

8.根据权利要求1所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述三极接插件组件包括：连接于所述第一电极引线的第一接插件、连接于所述第二电极引线的第二接插件、以及连接于所述第三电极引线的第三接插件。

9.根据权利要求1所述的控制电位电解型氧气传感器，其特征在于，所述电极腔室和所述接插腔室的内部填充有凝胶电解质，所述凝胶电解质包括：碱、高分子材料或酸、高分子材料。

技术总结本发明公开了控制电位电解型氧气传感器，属于气体检测技术领域。包括：具有电极腔室和接插腔室的壳体，设置于电极腔室内部的阵列微电极组件，设置于壳体的底部并连接于阵列微电极组件的三极接插件组件。利用控制电位电解型检测原理测量箱体内气体浓度绝对值，测量精度更高。第三个电极的引入使得工作电极电位控制更加准确、零点漂移小、测试基线更稳定，进而对被检测气体的电化学反应动力学控制更加精确。以碳基材料作为电催化剂，非贵金属价格低，降低了贵金属用量，提高了性能且性能更加稳定。采用凝胶电解质，避免电解质溶液的泄露和干涸问题。插拔式更换传感器，体积小，拆卸更换方便，适用于现场实时监测。技术研发人员：孙庚志,齐勇强受保护的技术使用者：南京烔创科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2