一种带有电流收集器的电化学气体传感器的制作方法

本技术涉及电化学气体传感器领域，尤其涉及一种带有电流收集器的电化学气体传感器。

背景技术：

1、电化学气体传感器(electrochemical gas sensor)是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。

2、电化学气体传感器的灵敏度与传感器内阻有关，内阻越小，传感器灵敏度越大。电化学气体传感器内的电极与外壳上的引脚通过金属引线导通，传感器电极与引脚之间的电阻是传感器内阻的组成部分；当前为了提高导通效果降低电阻，会选择截面为长方形的铂丝作为引线，我们也称这种铂丝叫铂扁丝，这样可以增加铂丝与电极的接触面积而降低电阻。

3、虽然采用铂扁丝作为引线可以降低传感器内阻，但是铂扁丝与电极的接触面积也是有限的；无法大幅度降低传感器的内阻；因此，为了增大铂扁丝与电极的接触面积，可以将铂扁丝卷成各种形状(如环形)来增加与电极的接触面积，但是将铂扁丝卷成环形后，铂扁丝的宽度方向会立起与电极表面垂直，铂扁丝的宽度为0.3mm，厚度为0.03mm，而电极是由0.2mm厚的电极膜以及0.1mm厚的催化涂层组成的，这样会形成一个类似圆形刀模刃口导致环形的铂扁丝在电极膜上形成一个圆形切口，容易戳破电极膜，造成传感器损坏。

4、目前的电化学气体传感器无法大幅度增加引线与电极接触面积来降低传感器的内阻，提高灵敏度。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种带有电流收集器的电化学气体传感器，解决了现有技术中的电化学气体传感器无法大幅度增加引线与电极接触面积来降低传感器的内阻，提高灵敏度的问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种带有电流收集器的电化学气体传感器，包括壳体，所述壳体内部设有电极和电解液，所述壳体上设有透气孔和引脚，所述透气孔处设有防水防尘膜；所述电极与引脚通过引线电连接，所述引线与电极之间搭接有电流收集器，所述电流收集器为可以增大引线与电极接触面积的形状。

4、本实用新型通过在引线与电极之间搭接电流收集器，极大的增大了引线与电极的接触面积，从而降低了传感器的内阻，提高了传感器的灵敏度。

5、具体的，所述可以增大引线与电极接触面积的形状包括“十”字形、“弓”字形、环形、螺旋形或螺旋正多边形；通过将电流收集器设计为“十”字形、“弓”字形、环形、螺旋形或螺旋正多边形等形状，可以进一步增大引线与电极的接触面积，进一步降低传感器的内阻，提高传感器的灵敏度。

6、具体的，所述电流收集器采用截面为圆形的金属丝制作而成，具体可采用折弯等工艺加工制作；由于金属丝的截面为圆形，因此在将金属丝弯折制成上述各种形状时，其厚度不会超过电极膜的厚度，从而不会在电极膜上形成切口戳破损坏电极膜。

7、具体的，所述电流收集器还可以采用金属片制作而成，具体可通过激光切割或物理切割等方式制作，采用切割金属片的方式制作得到的电流收集器，其厚度也不会超过电极膜的厚度，从而不会戳破电极膜；另外，“弓”字形和螺旋正多边形结构的电流收集器在制作时，相邻螺旋正多边形之间没有缝隙，不会造成边角料浪费，且每个正多边形所占用的面积可以分成两块同样的螺旋正多边形(类似于蚊香片的结构)，避免了材料的浪费。

8、具体的，所述电流收集器还可以采用整片的各种形状的海绵状金属片，无需对海绵状金属片进一步切割，海绵状金属片也可以增大电极与引线的接触面积。

9、作为本实用新型优选的方案，所述引线、电流收集器采用金、铂、钌、铑、银、钯或其合金材料制成。

10、作为本实用新型优选的方案，所述电极包括工作电极、对电极和参考电极，所述工作电极、对电极、参考电极分别与对应的引脚通过各自的引线和电流收集器电连接。

11、作为本实用新型优选的方案，所述壳体内部设有疏水膜，用于防止壳体内部的电解液渗出。

12、作为本实用新型优选的方案，所述壳体内部设有气体过滤器，用于滤除进入壳体的干扰气体。

13、有益效果

14、与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

15、(1)本实用新型通过在引线与电极之间搭接电流收集器，通过将电流收集器设计为“十”字形、“弓”字形、环形、螺旋形或螺旋正多边形等形状，可以极大地增大引线与电极的接触面积，从而极大地降低传感器的内阻，提高传感器的灵敏度；

16、(2)本实用新型中所述电流收集器由截面为圆形的金属丝弯折制作而成或由激光切割金属片制作而成，由于金属丝的截面为圆形，因此在将金属丝弯折制成上述各种形状时，其厚度不会超过电极膜的厚度，从而不会在电极膜上形成切口戳破损坏电极膜；

17、(3)本实用新型中所述电流收集器采用激光切割金属片的方式制作而成，其厚度也不会超过电极膜的厚度，从而不会戳破电极膜；另外，螺旋正多边形结构的电流收集器在制作时，相邻螺旋正多边形之间没有缝隙，不会造成边角料浪费，且每个正多边形所占用的面积可以分成两块同样的螺旋正多边形，避免了材料的浪费。

技术特征：

1.一种带有电流收集器的电化学气体传感器，包括壳体(6)，所述壳体(6)内部设有电极和电解液(7)，所述壳体(6)上设有透气孔(8)和引脚(4)，所述透气孔(8)处设有防水防尘膜(9)；所述电极与引脚(4)通过引线(1)电连接，其特征在于，所述引线(1)与电极之间搭接有电流收集器(5)，所述电流收集器(5)为可以增大引线(1)与电极接触面积的形状。

2.如权利要求1所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述可以增大引线(1)与电极接触面积的形状包括“十”字形、“弓”字形、环形、螺旋形或螺旋正多边形。

3.如权利要求2所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述电流收集器(5)采用截面为圆形的金属丝制作而成。

4.如权利要求2所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述电流收集器(5)采用金属片制作而成。

5.如权利要求2所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述电流收集器(5)为海绵状金属片。

6.如权利要求1所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述引线(1)、电流收集器(5)采用金、铂、钌、铑、银或钯制成。

7.如权利要求1所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述电极包括工作电极(10)、对电极(11)和参考电极(12)，所述工作电极(10)、对电极(11)、参考电极(12)分别与对应的引脚(4)通过各自的引线(1)和电流收集器(5)电连接。

8.如权利要求1所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述壳体(6)内部设有疏水膜(13)。

9.如权利要求1所述的一种带有电流收集器的电化学气体传感器，其特征在于，所述壳体(6)内部设有气体过滤器(14)。

技术总结
本技术提出了一种带有电流收集器的电化学气体传感器，包括壳体，所述壳体内部设有电极和电解液，所述壳体上设有透气孔和引脚，所述透气孔处设有防水防尘膜；所述电极与引脚通过引线电连接，所述引线与电极之间搭接有电流收集器，所述电流收集器为可以增大引线与电极接触面积的形状；本技术通过在引线与电极之间搭接电流收集器，极大的增大了引线与电极的接触面积，从而降低了传感器的内阻，提高了传感器的灵敏度。

技术研发人员：陈震
受保护的技术使用者：湖北省爱和瑞科技有限公司
技术研发日：20230612
技术公布日：2024/1/15