一种测量液体中CO2浓度传感器的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种测量液体中co2浓度传感器。

背景技术：

在实际生活中，常用来测量液体中co2浓度的方法主要包括以下几种：(1)化学试剂滴定法测量液体中co2浓度。该方法的缺点是操作时间长，且不能连续测量。(2)电极法测量液体中co2浓度。该方法首先通过隔膜将液体样品和电极内部溶液分开，液体样品中co2透过隔膜扩散，使其和电极内部压力达到平衡为止。该方法通过测量压力确定co2浓度，易受其他因素干扰，准确度差。(3)采用质谱仪测量液体中co2浓度。其缺点是价格高，携带不便。(4)红外吸收法测量液体中co2浓度。如专利公告号cn203981582u公开了一种测量液体中co2气体浓度的传感器，使用隔水膜包裹红外光吸收式co2传感器。该传感器虽然可以监测液体中的co2浓度，但由于光学co2传感器价格过高和耗能多，限制其的广泛使用。固体电解质co2传感器相对光学co2传感器具有价格低廉、准确性高、耗能少的特点，目前主要应用于室内空气质量监测和大棚等场所，所以通过隔水膜包裹价格低廉的固体电解质co2传感器是测量液体中co2浓度的一种较好方法。

利用膜包裹传感器测液体中co2浓度的原理是：分离膜能透过co2气体，且不能透过液体和杂质，当液体中的co2和进入内部传感器的co2达到一个动态平衡时，通过测内部传感器co2气体来确定液体中的co2浓度。温度在一定程度上影响液体中溶解的co2和分离膜内部co2的动态平衡，但目前利用膜分离方法测液体中的co2浓度的传感器无有配置测量水温的装置和进行水温补偿，故在一定程度上影响了传感器的准确性。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种测量液体中co2浓度传感器，传感器价格低廉，具有气液态分离功能及水温补偿功能，在气液态条件下均能测量co2浓度。

一种测量液体中co2浓度传感器，包括防护罩、透气膜管、水温传感器、常温固体电解质co2传感器；所述透气膜管包括外套管及所述外套管内表面涂覆的一层透气膜；所述外套管设有若干透气孔；所述外套管和所述防护罩之间组成容纳待测液体的液态空间；所述液态空间中设有所述水温传感器；所述透气膜管内部设有所述常温固体电解质co2传感器。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述透气膜的材质为聚四氟乙烯、聚乙烯或聚丙烯。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述防护罩包括防护壳和上盖；所述防护壳和所述上盖之间通过螺纹连接；所述防护壳设有若干进水口。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述进水口位置与所述透气孔位置错开。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述进水口的形状为圆形，直径为2mm-4mm。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述水温传感器和所述常温固体电解质co2传感器分别与模拟电路板连接；所述模拟电路板通过电线与主电路板连接；所述主电路板与电源数据线连接；所述电源数据线从所述上盖中心孔引出。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述模拟电路板、所述主电路板与所述上盖构成封闭的电路空间；所述电路空间充满防水物质。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述防水物质为环氧树脂。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述常温固体电解质co2传感器包括绝缘基板、银参比电极、固体电解质层、敏感电极、参比电极引线和敏感电极引线。

本实用新型的一个优选方案，其中：所述常温固体电解质co2传感器中的固体电解质为银的化合物。

与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果如下：

(1)本实用新型通过设置常温固体电解质co2传感器、水温传感器和透气膜，对现有的测量气体中co2浓度的传感器进行改进，使其具备气液态分离功能，能应用于测量液体中的co2浓度，实现了气液态条件下均能测量co2浓度，扩宽了co2传感器的使用。

(2)本实用新型的水温传感器能实时监测水温，并提供温度补偿功能，避免因为温度变化影响本实用新型测量结果的准确性。

(3)本实用新型的常温固体电解质co2传感器价格低廉，可大幅降低本实用新型的生产成本和使用成本。

(4)本实用新型应用广泛，不仅能用于测量啤酒、饮料制品、发酵液制品等液体中的co2浓度，也能运用于水产养殖中测量水中的co2浓度。

(5)本实用新型体积小，结构较现有co2传感器简单，且测量结果的稳定性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，并不对本实用新型的范围进行限制。附图不按比例(除规定外)，并且旨在结合下面详细描述中的说明来使用。

图1为本实用新型实施例提供的一种测量液体中co2浓度传感器结构示意图；

图中：电源数据线1，电线2，上盖3，防护壳4，外套管5，透气膜6，常温固体电解质co2传感器7，水温传感器8，模拟电路板9，主电路板10。

图2为本实用新型实施例提供的常温固体电解质co2传感器结构示意图；

图中：绝缘基板71，银参比电极72，固体电解质层73，敏感电极74，参比电极引线75，敏感电极引线76。

具体实施方式

为了更好理解本实用新型技术内容，下面将结合本实用新型中的附图，提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1-图2所示，一种测量液体中co2浓度传感器，包括防护罩、透气膜管、水温传感器8、常温固体电解质co2传感器7；透气膜管包括外套管5及外套管5内表面涂覆的一层透气膜6；外套管5设有若干透气孔，透气孔作为co2进入常温固体电解质co2传感器7的通道；透气膜6的材质为聚四氟乙烯，它能透过气态物质，阻隔液态物质，以达到气液态分离的目的；外套管5和防护罩之间组成容纳待测液体的液态空间；液态空间中设有水温传感器8，可以实时监测液体样品的温度；透气膜管内部设有常温固体电解质co2传感器7。常温固体电解质co2传感器7包括绝缘基板71、银参比电极72、固体电解质层73、敏感电极74、参比电极引线75和敏感电极引线76。常温固体电解质co2传感器7中的固体电解质为银的化合物。防护罩包括防护壳4和上盖3；防护壳4和上盖3之间通过螺纹连接。防护壳4设有若干进水口，待测液体样品从进水口进入液态空间。进水口位置与透气孔位置错开，可以避开透气膜6位置，防止因外界因素刺破透气膜6，从而使本实用新型传感器失效；同时还可以减少液体中hco3^-等离子对测量结果的干扰。进水口的形状为圆形，直径为3mm。水温传感器8和常温固体电解质co2传感器7分别与模拟电路板9连接；模拟电路板9通过电线2与主电路板10连接；主电路板10与电源数据线1连接；电源数据线1从上盖3中心孔引出。模拟电路板9、主电路板10与上盖3构成封闭的电路空间，作用是将本实用新型传感器微弱的电流信号放大。电路空间充满环氧树脂。

测量液体中co2浓度过程：将本实用新型传感器部分浸入待测液体样品中，液体样品通过防护壳4进水口进入到由外套管5和防护罩组成的液态空间。在该液态空间中，水温传感器8接触到不同水温后引起电流变化，从而测得液体样品的水温。该水温传感器为现有技术中的常规的传感器。液体样品中的液体和杂质被透气膜6留在液态空间中，而溶解的co2则通过透气孔和透气膜6，扩散进入到透气膜管内部，并充满透气膜管内部。当液体样品中的co2和透气膜管内部的co2达到动态平衡时，在一定水温和水压下，液体样品中的co2和透气膜管内部的co2的比例是一定的，通过常温固体电解质co2传感器7测量透气膜管内部的co2浓度，按比例计算得到液体样品中的co2浓度，并将电流信号传到模拟电路板9，使微弱的电流信号放大，并通过主电路板10与电源数据线1连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。