离子液体电化学气体传感器的制作方法

本发明涉及一种电化学气体传感器，具体的说，涉及了一种离子液体电化学气体传感器。

背景技术：

常规的电化学气体传感器一般采用无机酸、盐的水溶液作为电解液，由于该类电解液在空气中易挥发，所以在使用过程中由于电解液的挥发而造成传感器性能的衰减，从而影响的传感器的可靠性。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种稳定性好、温度系数小、高温高湿条件下抗漏液能力强的离子液体电化学气体传感器。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种离子液体电化学气体传感器，所述传感器包括传感器防尘盖、上盖、电极、金属引线、吸附有离子液体的导液棉和底座；所述防尘盖上开设进气孔，所述上盖开设出气孔，所述防尘盖盖设在所述上盖上并与所述上盖形成气室，所述进气孔和所述出气孔连通所述气室；所述底座为上部开口的容置腔，所述导液棉、所述金属引线、所述电极和所述上盖自下而上顺次设置在所述容置腔内；所述底座上设置有到导电带，所述金属引线连接所述电极和所述导电带。

基于上述，所述传感器电极由在担载材料表面担载贵金属催化剂制成，包括工作电极w、对电极c和参比电极r。

基于上述，所述对电极c和所述参比电极r并列设置在所述担载材料上，所述工作电极w对应所述出气孔设置，所述工作电极w的横截面积大于所述出气孔的横截面积。

基于上述，所述底座两端的底部设有焊盘，所述导电带从所述焊盘开始沿底座内壁翻越底座上沿延伸至底座底部。

基于上述，所述金属引线为镍铬合金丝、铁镍合金丝或铂丝。

基于上述，所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、甲基三乙基四氟硼酸铵或1-乙基-1-甲基吡咯烷氯。

基于上述，所述上盖和所述底座卡扣连接，并用环氧树脂密封。

一种基于所述离子液体电化学气体传感器的离子液体电化学甲醛传感器，采用贵金属pt作为催化剂，加入分散剂制成电极浆料，在载体材料上印刷成传感器的电极，分别将底座、吸附有1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的导液棉、电极、上盖、防尘盖装配成甲醛传感器。

一种基于所述离子液体电化学气体传感器的离子液体电化学氨气传感器，采用贵金属ru作为催化剂，加入分散剂制成电极浆料，在载体材料ptfe膜上印刷成传感器的电极，分别将底座、吸附有甲基三乙基四氟硼酸铵的导液棉、电极、上盖、防尘盖装配成氨气传感器。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明通过结构设计，使可以采用饱和蒸汽压很低的离子液体作为电解质，该离子液体在空气中不易挥发，使传感器在使用过程中电解质相对常规的无机酸或者盐类电解质稳定，传感器稳定性也相应提高。相比传统的电化学气体传感器具有稳定性好、温度系数小、高温高湿条件下抗漏液能力强等优点。

附图说明

图1是本发明电化学离子液体传感器的爆炸图。

图2是本发明电化学离子液体传感器的半装配结构示意图。

图3是本发明电化学离子液体传感器的电极结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1和图2所示，一种离子液体电化学气体传感器，所述传感器包括传感器防尘盖1、上盖2、电极3、金属引线4、吸附有离子液体的导液棉5和底座6；所述防尘盖1盖设在所述上盖2上，所述防尘盖1上设置进气孔，所述上盖2开设出气孔，所述防尘盖1盖设在所述上盖2上并与所述上盖2形成气室，所述进气孔和所述出气孔连通所述气室；所述底座6为上部开口的容置腔，所述导液棉5、所述金属引线4、所述电极3和所述上盖2自下而上顺次设置在所述气室内；所述底座6上通过印刷或者喷涂方式设置有导电带b，所述底座6两端的底部设有焊盘a，所述导电带b从所述焊盘a开始沿底座6内壁翻越底座6上沿延伸至底座6底部。所述金属引线4连接所述电极3和所述导电带b,从而实现传感器信号与外部电路的导通。

具体装配时，所述上盖2和所述底座6卡扣连接，并用环氧树脂密封。

在具体选材时，根据测试气体种类的不同，选用担载不同催化剂的电极和特定种类的离子液体。本发明传感器可以用于检测一氧化碳、硫化氢、氨气、甲醛等有毒有害气体的成分及含量。

所述金属引线采用镍铬合金丝、铁镍合金丝或铂丝。

所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑溴盐、甲基三乙基四氟硼酸铵或1-乙基-1-甲基吡咯烷氯。

如图3所示，所述传感器电极包括工作电极w、对电极c和参比电极r，制作时，以贵金属作为催化剂，并加入一定比例的分散剂制成电极浆料后，再在担载材料表面印制成传感器电极。所述对电极c和所述参比电极r并列设置在所述担载材料上，所述工作电极w对应所述出气孔设置，所述工作电极w的横截面积大于所述出气孔的横截面积。

采用贵金属pt作为催化剂，加入分散剂制成电极浆料，在载体材料上印刷成传感器的电极，分别将底座、吸附有1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的导液棉、电极、上盖、防尘盖装配成甲醛传感器。经测试，传感器的灵敏度年波动率为4.9%，50℃温度系数为1.01。

采用贵金属ru作为催化剂，加入分散剂制成电极浆料，在载体材料ptfe膜上印刷成传感器的电极，分别将底座、吸附有甲基三乙基四氟硼酸铵的导液棉、电极、上盖、防尘盖装配成氨气传感器。经测试，传感器的灵敏度年衰减率为9.5%，50℃温度系数为1.03。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种离子液体电化学气体传感器，所述传感器包括传感器防尘盖、上盖、电极、金属引线、吸附有离子液体的导液棉和底座；所述防尘盖上开设进气孔，所述上盖开设出气孔，所述防尘盖盖设在所述上盖上并与所述上盖形成气室，所述进气孔和所述出气孔连通所述气室；所述底座为上部开口的容置腔，所述导液棉、所述金属引线、所述电极和所述上盖自下而上顺次设置在所述容置腔内；所述底座上设置有到导电带，所述金属引线连接所述电极和所述导电带。本发明离子液体电化学气体传感器相比传统的电化学气体传感器具有稳定性好、温度系数小、高温高湿条件下抗漏液能力强等优点。

技术研发人员：古瑞琴;陈凌飞;李猛;钟克创;刘红霞;牛小民;郭琦
受保护的技术使用者：汉威科技集团股份有限公司
技术研发日：2017.06.28
技术公布日：2017.09.29