[发明专利]一种安培型湿度传感装置

说明书

技术领域

本发明属电化学技术领域，特别是涉及一种安培型湿度传感装置及其应用方法。

背景技术

湿度传感装置按检测的信号的不同，可分为电容型湿度传感装置(CN1220393A)、电阻型湿度传感装置(CN1431489A)、重量谐振型湿度传感装置和光纤型湿度传感装置(CN1036635A)等。其中电学信号的测量由于其工作方式简单、响应灵敏度高等优点而尤其受到关注。然而常见的电阻型或电容型湿度传感装置需要使用交流信号来进行测量，从而使仪器的成本相对较高。电流型传感装置具有设备简单、抗干扰性强、响应信号呈线性等优点。而且，常规的电流型传感装置通常以检测对象的电化学反应响应信号，然而水分子的电化学分解电压较高且受电极表面性质的影响较大等特点，直接进行电流测定势必会有很多电活性物质对测定产生干扰。文献检索尚未发现有通过加入可逆氧化还原电对(如：四氰基对醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基对苯二胺、或苯醌等有机电活性物质、或者其衍生物；二茂铁、铁氰化钾、四氨合钌、金属卟啉、金属酞菁等电活性金属配合物、或者其衍生物)作为电化学探针，利用水分子对离子液体性质的影响，进而影响湿敏元件的充电电流和电化学探针的反应电流从而实现对湿度的检测的报道。

发明内容

所要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是提供安培型湿度传感装置及其应用方法，以克服现有需要使用交流信号来进行测量从而使仪器的成本相对较高、设备复杂、抗干扰性差、响应信号非线性范围等的缺陷。

技术方案

本发明的技术方案之一是提供一种安培型湿度传感装置，其组成为含有室温离子液体和电化学探针的湿敏元件、信号放大电路、检测回路、参比回路、气体系统和显示控制系统，通过湿敏元件的充电电流和电化学探针的反应电流从而实现对湿度的检测。

上述的安培型湿度传感装置的优选方案之一为，所述的室温离子液体选自烷基咪唑类、烷基吡啶类、季铵盐类、季磷盐类或苯并咪唑类离子液体中的一种或一种以上。优选所述的室温离子液体选自[1-乙基-3甲基咪唑][四氟硼酸]、[1-丁基-3甲基咪唑][六氟磷酸]、[1-奎基-3-甲基][四氟硼酸]、[N-丁基吡啶][六氟磷酸]、[N-丁基吡啶][四氟硼酸]、[N-庚基吡啶][六氟磷酸]、[二甲基乙醇基3-磺酸丙基铵][对甲基苯磺酸]、[三乙醇基3-磺酸丙基铵][对甲苯磺酸]、[二乙醇基磺酸丁基铵][硫酸氢]、[四丁基磷][二-(三氟甲基)磺酰亚胺]、[三丁基甲基磷][甲磺酸]、[三丁基十四烷基磷][二-(三氟甲基)磺酰亚胺]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][四氟硼酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][[六氟磷酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][对甲基苯磺酸]中的一种或一种以上。

上述的安培型湿度传感装置的优选方案之二为，所述的电化学探针为溶解于室温离子液体的氧化还原电对。优选所述的氧化还原电对选自四氰基对醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基对苯二胺、二茂铁、苯醌、二茂铁、铁氰化钾、四氨合钌、金属卟啉、金属酞菁，或者其衍生物。

本发明的技术方案之二是提供一种空气湿度的检测方法，包括利用组成为含有室温离子液体和电化学探针的湿敏元件、信号放大电路、检测回路和参比回路的湿度传感装置，通过对湿敏元件的充电电流和电化学探针的反应电流的测定从而实现对湿度的检测。

上述的空气湿度的检测方法的优选方案之一为，所述的室温离子液体选自烷基咪唑类、烷基吡啶类、季铵盐类、季磷盐类、或苯并咪唑类离子液体中的一种或一种以上。优选所述的室温离子液体选自[1-乙基-3甲基咪唑][四氟硼酸]、[1-丁基-3甲基咪唑][六氟磷酸]、[1-奎基-3-甲基][四氟硼酸]、[N-丁基吡啶][六氟磷酸]、[N-丁基吡啶][四氟硼酸]、[N-庚基吡啶][六氟磷酸]、[磺酸丙基乙醇基二甲基铵][对甲基苯磺酸]、[磺酸丙基三乙醇基铵][对甲苯磺酸]、[二乙醇基磺酸丁基铵][硫酸氢]、[四丁基磷][二-(三氟甲基)磺酰亚胺]、[三丁基甲基磷][二-(三氟甲基)磺酰亚胺]、[三丁基十四烷基磷][二-(三氟甲基)磺酰亚胺]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][四氟硼酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][[六氟磷酸]、[1-乙基-3-丁基苯并咪唑][对甲基苯磺酸]中的一种或一种以上。

上述技术方案在实施中，选用的氧化还原探针可以不限于四氰基对醌二甲烷、N，N，N’，N’-四甲基对苯二胺、苯醌及等有机电活性物质其衍生物；二茂铁、铁氰化钾、四氨合钌、金属卟啉、金属酞菁等电活性金属配合物及其衍生物。通常要求该电化学探针是电化学可逆性好、在离子液体中溶解性较高，及氧化还原态都稳定的氧化还原电对。