[实用新型]基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器

说明书

本实用新型提供一种基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器，它包括敏感芯体，所述敏感芯体包括衬底、钠超离子导体层、工作电极、对电极、钌加热器和两个加热电极，所述钠超离子导体层、所述工作电极和所述对电极位于所述衬底的上表面，所述工作电极和所述对电极通过所述钠超离子导体层相连接，所述钌加热器和两个所述加热电极位于所述衬底的下表面，两个所述加热电极通过所述钌加热器连接，所述工作电极上涂覆有氧敏感材料，该氧传感器具有结构简单、成本低廉、寿命长、安全环保的优点。该氧传感器具有结构简单、成本低廉、寿命长、安全环保的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种气体传感器，具体的，涉及一种基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器。

背景技术

无论是在工业、农业、能源、交通医疗、生态环境等各个方面，还是在日常生活中，氧是需要控制与测量最多的化学元素。传统的测氧方法如气相色谱法、磁式氧分析仪等虽然能够精确地分析氧的浓度，但其成本高、装置复杂、使用和维修都比较麻烦，在某些需要原位、在线测量的场合使用会受到很大限制，故氧气传感器被广泛用于石油、化工、煤炭、冶金、造纸、消防、市政、医药、汽车、气体排放监测等行业。目前市场上的氧气传感器主要有如下三种类型：氧化锆固体电解质型氧气传感器、常温电化学型氧气传感器、荧光型氧气传感器。

其中，氧化锆固体电解质型的氧传感器，使用寿命长、工作温度范围宽广、耐震动和冲击等优点，主要应用在汽车行业中氧气浓度的检测，但其制作工艺复杂，行业垄断性强；常温电化学型氧气传感器，阴极为涂有活性催化剂的PTFE膜，阳极为铅块，传感器内充满液体电解质溶液，在电化学反应中，阳极参与到氧化反应中，一旦可利用的铅完全被氧化，传感器停止运作，使用寿命通常为1～2年，也容易造成环境污染；荧光型氧气传感器，基于核心敏感材料所发出的荧光被氧气分子猝灭的效率实现氧气的精确检测，具有安全环保、抗干扰能力强、使用寿命长的优点，但其结构复杂，信号取出麻烦，价格昂贵。因此，研究一种结构简单、成本低廉、寿命长、安全环保的氧气传感器具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于钠超离子导体层的固体电解质氧气传感器。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器，它包括敏感芯体，所述敏感芯体包括衬底、钠超离子导体层、工作电极、对电极、钌加热器和两个加热电极，所述钠超离子导体层、所述工作电极和所述对电极位于所述衬底的上表面，所述工作电极和所述对电极通过所述钠超离子导体层相连接，所述钌加热器和两个所述加热电极位于所述衬底的下表面，两个所述加热电极通过所述钌加热器连接，所述工作电极上涂覆有氧敏感材料。

基于上述，所述氧敏感材料为二氧化碲、三氧化二铬、氧化镍或氧化镉。

基于上述，所述衬底为氧化铝陶瓷基片。

基于上述，所述钠超离子导体层的两端分别设有上侧金带，所述工作电极和所述对电极分别位于所述上侧金带上，所述钌加热器的两端分别设有下侧金带，两个所述加热电极分别位于所述下侧金带上。

基于上述基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器，它还包括管座和与所述管座相配套的管帽，所述管座上设有四个管针，两个所述加热电极、所述工作电极和所述对电极分别与四个所述管针焊接，其中，两个所述加热电极、所述工作电极、所述对电极和四个所述管针一一对应焊接。

基于上述，所述管帽内设有吸附材料，所述吸附材料为活性碳、分子筛或多孔硅铝石。

一种上述的基于钠超离子导体层的固体电解质氧传感器的制备方法，包括以下步骤：