[发明专利]一种微液膜离子浓度传感器

说明书

本发明公开了一种微液膜离子浓度传感器，包括：壳体、工作电极、质子膜、参比电极和参比溶液；壳体的上端设有开口，壳体的开口处设置工作电极和质子膜，工作电极的下表面与质子膜相接触，质子膜与壳体之间具有一个密闭容纳空间，密闭容纳空间内设置参比电极且密闭容纳空间内充满参比溶液，工作电极为环片状，工作电极暴露在空气中且工作电极的表面设置有目标离子敏感物质，工作电极通过第一引线引出壳体，参比电极为片状，参比电极通过第二引线引出壳体。该传感器结构简单，小巧紧凑，能直接用于对航空装备所处腐蚀环境中腐蚀离子的在线测量，不仅便于安装实现，而且测量精度高，其测量结果还能够反应出腐蚀环境中离子浓度的变化。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，特别是涉及一种微液膜离子浓度传感器。

背景技术

从检测信号类型来看，腐蚀监测主要包括腐蚀特征量的监测和腐蚀环境因素的监测两个方面。腐蚀特征量的监测是对腐蚀速率、腐蚀电流、腐蚀失重、涂层阻抗等腐蚀特征量的监测，腐蚀环境因素的监测主要是针对温度、湿度、腐蚀介质、pH等环境因素变量的测量。

目前，腐蚀特征量的监测发展较为成熟，而腐蚀环境因素的监测仅局限于温度、湿度、润湿时间等环境因素变量的测量，对于大气腐蚀中最为关键的微液膜环境下的腐蚀环境因素的测量，发展较为滞后。

航空装备面临的腐蚀类型主要为大气腐蚀，尤其是海军航空装备面临的是更为严酷的海洋大气腐蚀的考验。现有的对于航空装备表面微液膜中的腐蚀性离子的测量大多采取间接测量和反推的方法，该方法首先需要长期收集腐蚀环境的溶液，然后将收集到的溶液应用实验室的各种电化学测量装置对溶液中的离子浓度进行测量，其测量装置一般都较为复杂且难以微型化，不能直接用于对航空装备所处腐蚀环境中腐蚀离子的在线测量。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单，小巧紧凑，能直接用于对航空装备所处腐蚀环境中腐蚀离子的在线测量的微液膜离子浓度传感器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种微液膜离子浓度传感器，包括：壳体、工作电极、质子膜、参比电极和参比溶液；

所述壳体的上端设有开口，所述壳体的开口处设置所述工作电极和所述质子膜，所述工作电极的下表面与所述质子膜相接触，所述质子膜与所述壳体之间具有一个密闭容纳空间，所述密闭容纳空间内设置所述参比电极且所述密闭容纳空间内充满参比溶液，所述工作电极为环片状，所述工作电极暴露在空气中且所述工作电极的表面设置有目标离子敏感物质，所述工作电极通过第一引线引出所述壳体，所述参比电极为片状，所述参比电极通过第二引线引出所述壳体。

可选的，所述壳体的开口处设置第一安置部，所述第一安置部为阶梯形，所述第一安置部内设置所述工作电极和所述质子膜，所述第一安置部与所述质子膜之间设置垫圈。

可选的，所述微液膜离子浓度传感器还包括套盖，所述套盖的上端设置第二开口，所述套盖与所述壳体通过螺纹固定连接，所述第二开口的尺寸大于所述壳体的开口的尺寸，所述第二开口与所述壳体连接的一侧设置第二安置部，所述第二安置部为阶梯形，所述第二安置部内设置垫圈。

可选的，所述工作电极连接第一直杆，所述第一直杆贯穿所述壳体的侧壁，所述第一引线套设在所述第一直杆内，所述参比电极连接第二直杆，所述第二直杆贯穿所述壳体的底部，所述第二引线套设在所述第二直杆内。

可选的，所述壳体的底部设置可拆封的密封预留孔，所述预留孔用于通入所述参比溶液。

可选的，所述壳体的侧壁设置第一通孔，所述第一通孔的直径与所述第一直杆的直径相匹配，所述壳体的底部设置第二通孔，所述第二通孔的直径与所述第二直杆的直径相匹配。

可选的，所述壳体的开口为圆形，所述工作电极为圆环片状，所述参比电极为圆盘状。