[实用新型]新型电化学气体传感器的环状芯体

说明书

技术领域

本实用新型涉及电化学气体传感器，特别涉及一种电化学气体传感器的环状芯体结构。所述本电化学气体传感器可用于检测甲醛、苯、甲苯，二甲苯等气体。

背景技术

电化学气体传感器，主要用作有害有毒气体的检测，可应用于各类民用建筑和公共场所，生产场所职业卫生，化工、采矿、军事等各个行业中对空气质量的监测。电化学气体传感器具有体积小、检测速度快、准确、便于携带、可现场直接检测和连续检测等独特优点。相比于标准方法所用的光谱，色谱等检测技术具有快速，方便，实时检测等优点。它对于改善人类的生活环境，保障人们身心健康有着重要的现实意义，因此具有良好的市场前景。譬如，甲醛，即是一种人们熟知的毒性大，高危致癌，须严格控制的物质，在国家卫生标准中，一类民用建筑室内甲醛最高限值为0.08mg/m³，因此准确检测和控制环境中的甲醛浓度甚为重要，现即可用电化学气体传感器来对其检测。

现有技术中，常见的电化学气体传感器，通常为层状结构，由气体扩散层、电极层和电解液层等多层层叠构成，在层叠方向上的一端上设进气口，另一端设出气口。工作时，被测气体沿层叠方向从传感器芯体的一端渗透至另一端，使被测气体分子在电极上氧化或还原，在该氧化或还原过程中发生电子转移形成电流，该电流大小直接与被测气体的浓度相关。上述电化学气体传感器，因芯体为层叠结构，以端面作为气体接受面，在外形体积的限制下，端面面积有限，故而使传感器的灵敏度受限，响应速度也不快。

发明内容

本实用新型目的是提供一种新型电化学传感器的环状芯体，以该芯体的外周面接受被测气体，使气体可以立体、全面地扩散反应，在同等的外形体积下，提高传感器的响应速度和灵敏度。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种新型电化学气体传感器的环状芯体，所述芯体为圆柱形，由工作电极、电解液催化反应层、参考电极层以及气体扩散层组成；所述工作电极位于芯体圆柱形的轴心处，从工作电极向外依次同轴心环设所述电解液催化反应层、参考电极层以及气体扩散层；所述气体扩散层的外周面作为气体接受面。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述气体扩散层采用高惰性聚烯烃类材料做成的多孔网状体，以使被测气体能从一个个小孔进入，快速均匀地扩散成一个面，使传感器的内部反应更均匀，响应速度进一步提高。

2、上述方案中，所述电解液催化反应层主体为高分子多孔膜，在该高分子多孔膜的各孔中充填有由催化剂、石墨粉和电解质三者混合而成的胶体。

3、上述方案中，所述参考电极层，也可称为阴极层，具体为一铂金属环状体。

4、上述方案中，所述工作电极，具体为一铂金属柱状体。

本实用新型设计原理以及带来的效果是：本实用新型芯体设计为环状结构，即由工作电极、电解液催化反应层、参考电极层以及气体扩散层组成，并以气体扩散层的外周面作为气体接受面，与现有技术相比，在同等的外形体积下，气体接受面的面积更大，故而能使被测气体呈立体状，更均匀地扩散至传感器内部，充分地进行反应，有效提高了灵敏度和响应时间，使响应时间能提高到10s以下。

附图说明

附图1为本实用新型实施例环状芯体的示意图；

附图2为附图1的A-A剖面示意图；

附图3为本实用新型实施例环状芯体应用时的示意图。

以上附图中：1、工作电极；2、电解液催化反应层；3、参考电极层；4气体扩散层；5、芯体；6、进气通透膜；7、出气通透膜；8、气流通道。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1～3所示：

一种新型电化学气体传感器的环状芯体5，所述芯体5为圆柱形，由工作电极1、电解液催化反应层2、参考电极层3以及气体扩散层4组成。

所述工作电极1位于芯体5圆柱形的轴心处，从工作电极1向外依次同轴心环设所述电解液催化反应层2、参考电极层3以及气体扩散层4，气体扩散层4的外周面作为气体接受面。

所述电解液催化反应层2主体为高分子多孔膜，在该高分子多孔膜的各孔中充填有由催化剂、石墨粉和电解质三者混合而成的胶体。具体，高分子多孔膜的材质应选用与被测气体不反应的材质，如当本实施例专用于检测甲醛时，高分子多孔膜可具体采用聚四氟乙烯材质。催化剂也具体根据被测气体来选择，如专用于检测甲醛时，催化剂可采用纳米级铂粉。所述电解液的具体成份也需根据被测气体来选择，如专用于检测甲醛时，可采用甲酸。