[实用新型]一种新型气体传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，具体地，涉及一种新型气体传感器。

背景技术

有毒气体如一氧化碳、硫化氢等对身体有害，因此在易于接触这些毒气的环境里检测它们的浓度是非常必要的。检测有毒气体浓度的传感器种类有很多，如半导体型传感器、电化学传感器、光纤型传感器和催化燃烧型传感器等。上述传感器中，电化学气体传感器因其准确、灵敏、稳定可靠、响应迅速，目前已成为国际上的主流传感器，主要用于检测ppm（百万分之一）浓度级有毒气体。

电化学传感器的内部结构非常精密，制造难度相当大，目前只有少数国家和公司能够生产。典型的电化学传感器由工作电极、对电极和参比电极组成，并由一个薄电解层隔开（参见图1）。在图1中，该电化学毒气传感器包括塑料外壳9，并行设置在塑料外壳9之内的透气膜2、工作电极3、参比电极4和对电极5，设置在透气膜2和工作电极3之间的O型密封圈11，分别设置在工作电极3和参比电极4之间、以及参比电极4和对电极5之间的隔膜10，以及设置在对电极5下方的电解液储存空间，在电解液储存空间上可以加盖电解液储液盖6。在塑料外壳9的顶壁开设有气体扩散通道1，在塑料外壳9的底壁开设有与电解液储液盖6上的开口相匹配的注液口8。在塑料外壳的底部外侧，设有分别与工作电极3、参比电极4和对电极5连接的三个金属引脚7。

电化学气体传感器的基本工作原理类似燃料电池，用含贵金属（如铂黑）的多孔扩散薄膜作为工作电极。气体首先透过传感器顶端小孔，扩散至憎水屏障，最终到达工作电极表面，工作电极催化分解扩散进入传感器内的气体、获得电子、电子流向对电极形成电流回路，此电流与进入传感器内的气体浓度成正比，测量该电流即可确定气体浓度。针对被测气体而设计的电极材料使工作电极发生的催化反应可以是氧化机理，也可以是还原机理。

传感器的腔体内注有电解质溶液（多为腐蚀性酸、碱或盐溶液），这些电解质溶液一部分吸附在隔膜上，一部分存贮在传感器底部的一个腔体，通常是一个倒扣在外壳底部的塑料盖子型，称为电解液储液盖（参见图1）。三个电极只有充分浸润在电解液里，上述的电化学反应才能正常发生。

制造电化学传感器的工艺流程是：传感器外壳的底部留有一个小的开口（直径大约为1~3mm），称为注液口。在传感器的其它部件都组装好后，用针筒和针头将一定量的电解液从外壳底部的注液口注入传感器内部，然后将注液口封上。为了防止电解质溶液漏出传感器，注液口的密封是至关重要的。

在现有技术中，注液口的密封有以下几种方式：

⑴用一种胶，如环氧树脂或光敏胶，填充入注液口里，固化后将注液口密封；

⑵用一个柱形塑料塞子，嵌入注液口，表面削平后再用胶加固；

⑶用一个小圆片塑料薄膜，贴在注液口外表面，再用热压的方式（类似热封塑料袋口），将塑料薄膜封在注液口上。

但是，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：

⑴易漏液：胶封本质上是两种不同材料之间的粘合，容易出现缝隙、脱胶等现象而产生漏液；塑料塞子嵌入、削平、再用胶固化的方法，容易产生封堵不密而漏液现象；圆片塑料薄膜热压的方法虽较为可靠，但也经常发生薄膜脱落而漏液现象；

⑵工作量大：胶封从工艺上讲工作量较大，塑料塞子嵌入、削平、再用胶固化的方法消耗人工；

⑶易腐蚀引脚：电解液储液盖是直接倒扣在传感器外壳底部的，电解液会从传感器外壳和储液盖的缝隙中渗透到底部接触到金属引脚，引脚发生腐蚀现象从而影响传感器性能；

⑷外形不美观：现有技术密封的注液口外观比较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种新型气体传感器，具体地，是一种电化学新型气体传感器，以实现不易漏液、工作量小、不易腐蚀引脚和外形美观的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型气体传感器，主要包括外壳，嵌套在所述外壳内部的内杯，自上向下设置在所述内杯内部、且相互之间绝缘的工作电极、参比电极和对电极，以及配合安装在所述内杯底部内侧、且位于所述电极下方的电解液储液盖。

进一步地，在所述外壳底部开设有空穴，在所述内部底部设有细管；所述细管从外壳底部朝外伸出，能够作为注液口；

装配时，先将所述内杯放入外壳，使内杯底部的细管嵌入外壳底部的空穴、从外壳底部朝外伸出；再将所述电解液储液盖放入内杯底部，在该新型气体传感器的所有部件全部装配完成后，以所述细管作为注液口，向该新型气体传感器中注入电解液；然后用热压法将注液口封闭。