[發明專利]原電池型半固態溶解氧傳感器

有效

• 申請號: 201110314816.8
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102353711A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張小水;古瑞琴;劉紅霞;祁明鋒;谷永謙;張宏偉;薛永亮;武傳偉
• 申請（專利權）人: 鄭州煒盛電子科技有限公司
• 主分類號: G01N27/407
• 分類號: G01N27/407
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 黃軍委

技術領域

本發明涉及一種溶解氧傳感器，具體的說，涉及了一種原電池型半固態溶解氧傳感器。

背景技術

水體中溶解氧含量是評價水質好壞的一個重要指標，在水產養殖中，溶解氧含量低于某一定值，魚類就會死亡，工業生產中，溶解氧含量過高金屬設備就會被腐蝕；溶解氧含量在污水處理、醫學衛生、環境保護方面都是一個重要的評價指標。現有的電化學溶解氧傳感器多采用液態堿性電解質，液態電解質容易導致漏液進而易使傳感器破壞，且堿性體系使得傳感器易受環境中酸性氣體的影響而縮短傳感器的使用壽命；專利號為95223420.3的實用新型專利公開了一種酸性電解質原電池式溶解氧傳感器，其中采用硅膠、烷基纖維素、聚乙烯醇作為膠體材料，其所用材料對人體和環境均有不利影響，且該傳感器的響應時間在20秒左右，難以滿足使用需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供了一種結構簡單、響應時間短、靈敏度高、抗干擾能力強、穩定性好、實用性強、使用壽命長、無漏液、污染小的原電池型半固態溶解氧傳感器。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種原電池型半固態溶解氧傳感器，它包括有電解池，所述電解池內填充有電解質，所述電解質是酸性半固態電解質，所述酸性半固態電解質是由有機凝膠材料、鹽類材料和酸性介質構成的混合物；

其中，所述有機凝膠材料是由明膠或者果膠或者二者構成的膠體混合物配制成的膠體狀水溶液，其中，所述明膠或者所述果膠或者二者構成的所述膠體混合物的重量是所述膠體狀水溶液總重量的25%～38%，所述膠體混合物中明膠與果膠的質量比為2.5～3.5:1；

所述鹽類材料是檸檬酸鈉、醋酸鈉或者二者構成的鹽類混合物，所述鹽類材料的重量是所述膠體狀水溶液總重量的6%～10%；

所述酸性介質是硫酸、醋酸、檸檬酸、果酸中的任何一種或者幾種構成的酸類混合物，所述酸性介質所加入的量需使所述酸性半固態電解質的氫離子當量濃度為0.001～0.004。?

基于上述，所述有機凝膠材料是由果膠配制成的膠體狀水溶液，所述果膠的重量是所述膠體狀水溶液總重量的30%；所述鹽類材料是檸檬酸鈉，所述檸檬酸鈉的重量是所述膠體狀水溶液總重量的8%；所述酸性介質是檸檬酸，所述檸檬酸所加入的量需使所述酸性半固態電解質的氫離子當量濃度為0.002。

基于上述，所述有機凝膠材料是由明膠配制成的膠體狀水溶液，所述明膠的重量是所述膠體狀水溶液總重量的32%；所述鹽類材料是醋酸鈉，所述醋酸鈉的重量是所述膠體狀水溶液總重量的6%；所述酸性介質是醋酸，所述醋酸所加入的量需使所述酸性半固態電解質的氫離子當量濃度為0.003。

基于上述，它還包括有具有進水孔的保護蓋、尾端具有通孔的壓膜蓋、密封圈、透氣膜、不銹鋼補償體、線腔、后蓋、熱敏電阻、負載電阻、分別設置在所述電解池內的陰電極和陽電極；其中，所述透氣膜蒙罩在所述電解池一端的進氣口上，所述密封圈環壓在所述透氣膜的邊沿上，所述壓膜蓋套裝在所述電解池一端的進氣口上并環壓在所述密封圈外側，所述壓膜蓋的尾端頂設在所述保護蓋內，所述保護蓋安裝在所述電解池一端的進氣口上；所述電解池的另一端與所述不銹鋼補償體的一端密封連接，所述不銹鋼補償體的另一端與所述線腔的一端密封連接，所述后蓋安裝在所述線腔的另一端；所述不銹鋼補償體內填充有導熱膠，所述熱敏電阻和所述負載電阻分別埋設在所述導熱膠內。

基于上述，所述陰電極采用直徑為1～3毫米的銀絲，所述陽電極采用厚度為0.3～1毫米、寬度為2～5毫米的鉛片。

基于上述，所述透氣膜采用厚度為20微米的PE膜。

基于上述，所述熱敏電阻阻值為20千歐，所述負載電阻阻值為2千歐。

本發明相對現有技術具有突出的實質性特點和顯著進步，具體的說，該溶解氧傳感器具有以下優點：1、采用明膠、果膠等凝膠材料，無毒無害，對身體和環境無不利影響；2、采用半固態電解質，避免了傳感器漏液導致的傳感器失效；3、在電解質中適當加入檸檬酸鈉、醋酸鈉等鹽類，增強了電解質的導電性，提高了傳感器的響應速度，具有很高的實用價值。

該溶解氧傳感器是一種不與酸性氣體反應的半固態電解質溶解氧傳感器，它采用無毒無害的半固態酸性材料作電解質，有效避免了傳感器漏液問題，減少了傳感器生產和使用過程中對人體和環境造成的污染，同時還提高了傳感器的壽命和反應速度，其具有結構簡單、響應時間短、靈敏度高、抗干擾能力強、穩定性好、實用性強、使用壽命長、無漏液、污染小的優點。