[发明专利]一种新型电化学氨气传感器

说明书

本发明涉及一种新型电化学氨气传感器，包括壳体，壳体内部设置有感测电极、参比电极、对电极以及离子液体电解质，壳体内部还设置有毛细胶体控湿单元，壳体内部于毛细胶体控湿单元与离子液体电解质之间设置有防水透气膜，使得离子液体电解质中的水汽可以进入到毛细胶体控湿单元中而保持离子液体电解质的湿度恒定。当离子液体吸收了微量水汽时，会改变电解质的电导性能，影响信号变化，而毛细胶体控湿单元的设置可以保证离子液体中吸收的微量水汽通过防水透气膜进入到毛细胶体控湿单元中，保证了离子液体始终具有恒定的湿度，保证离子液体的电导性能稳定，信号输出准确，解决了气体传感器在离子液体中受湿度大或湿度变化大的影响。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种新型电化学氨气传感器。

背景技术

电化学气体传感器与报警器配套使用，是报警器的核心检测元件。电化学氨气传感器以定电位电解为基本原理，当检测气体扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，提供给报警器中的采样电路，起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时，气体传感器的输出电流也随之成正比变化，经报警器的中间电路转换放大输出，以驱动不同的执行装置，完成声、光和电等检测与报警功能。

现有的电化学氨气传感器包括壳体，壳体内设置有感测电极、参比电极、对电极以及电解质，近年来，气体传感器的开发已趋向于微型化，然而，通常使用的水性电解质因其强吸湿性而自身无法微型化。常规电解质的这些吸湿性确保了在干燥环境中气体传感器的脱水收到抑制。然而，在高湿度下，电解质会吸收大量的水，使得气体传感器内部膨胀爆炸导致电解质泄露。为了防止这种电解质的泄露，有必要将气体传感器的内部体积增大到电解质填充体积的5-7倍，这阻碍了气体传感器的微型化。

为了微型化，目前出现了离子液体的电解质，离子液体在化学和电化学上非常稳定，并以高导电性为特征。与水性盐溶液相比，离子液体在较低的湿度下仍显示出导电性，一些离子液体尤其是具有疏水性阳离子和/或阴离子的那些离子液体表现出相对低的吸水率。但是，采用离子液体做电解质，离子液体也会吸收随气体进入的微量的水汽，这些微量水汽会存在离子液体中，会改变离子液体电解质的电导性能，从而影响信号变化，造成检测结果不精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型电化学氨气传感器，以解决现有技术中离子液体会吸收微量水汽导致改变了离子液体电解质的电导性能进而影响信号变化的问题。

为实现上述目的，本发明的一种新型电化学氨气传感器采用如下技术方案：一种电化学氨气传感器，包括壳体，壳体内部设置有感测电极、参比电极、对电极以及离子液体电解质，所述壳体内部还设置有毛细胶体控湿单元，壳体内部于毛细胶体控湿单元与离子液体电解质之间设置有防水透气膜，使得离子液体电解质中的水汽可以进入到毛细胶体控湿单元中而保持离子液体电解质的湿度恒定。

所述毛细胶体控湿单元由多孔基材和半流动性的胶体结合在一起形成，多孔基材上的微孔形成毛细管通过毛细现象进行吸收离子液体中的水分，半流动性胶体包括饱和金属盐溶液和金属盐固体。

所述多孔基材为海绵、陶瓷、玻璃棉中的一种或两种以上的混合材质。

所述金属盐溶液和金属盐固体中的金属盐为氯化锂、醋酸钾、氯化镁、碳酸钾、硝酸镁以氯化钠中的一种或两种以上的混合物。

所述感测电极为碳载催化电极，碳载催化电极的碳载体上负载有Pt、Ir、Ru、Rh、Pd、Au、Co、Ni、Cu、Cr、Ag单一或二元金属催化剂。

所述碳载催化电极的制备方法包括以下步骤，

1)碳载体加入弱还原剂搅拌分散；

2)加入贵金属溶液搅拌；

3)再加入还原剂，搅拌；

4)加热，搅拌；

5)加入硫酸调节PH值，搅拌；