[发明专利]一种氯离子检测传感器

说明书

本发明涉及一种氯离子检测传感器，包括绝缘基底和位于绝缘基底上的工作电极、参比电极、辅助电极以及各电极对应的电极焊点，工作电极位于参比电极与辅助电极之间；工作电极、参比电极和辅助电极分别通过电极导线与各自对应的电极焊点连接，各电极导线相互独立且其上覆盖有绝缘层；各电极焊点用于连接外部控制电路，以输出电极变化信号。本发明的氯离子检测传感器为全固态传感器，采用三电极体系，有利于减少无关物质的干扰，进一步提高传感器的稳定性和检测结果准确性；另外，具有体积小、反应速度快、灵敏度高、无需笨重的液态电极等特点，可以和电路板集成一体，与无线通信模块、控制电路相结合，可实现全自动无人值守氯离子的在线监测。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种氯离子检测传感器。

背景技术

氯离子是生活中比较常见的无机阴离子，普遍存在于工业、农业和生物医疗等领域中。在工农业中，氯离子的浓度直接影响金属管道的耐腐蚀性以及植物的生长；在生物医疗方面，人的血液、尿液以及汗液中氯离子浓度可用于诊断和监测囊性纤维化、低氯性代谢性碱中毒等疾病；在食品工业中，测定氯离子的浓度对食品的加工工艺和质量有着一定的指导作用。另外，也有研究表明，地下流体中氯离子浓度变化与区域地震活动有着密切关系。由此可见，对氯离子浓度的快速精准检测有着非常重要的实际意义。

目前，氯离子检测方法有莫尔法、比浊法、分光光度法、离子色谱法、电位滴定法、原子吸收法、极谱法、流动注射分析法等，上述方法普遍存在操作步骤繁琐、仪器价格昂贵、不易携带、维护复杂等缺点。

在物联网技术的推动下，传感器逐渐向小型化、集成化、快速化发展。为此，本领域亟需开发一种反应速度快、灵敏度高的微型氯离子检测传感器。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种氯离子检测传感器。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种氯离子检测传感器，包括绝缘基底和位于绝缘基底上的工作电极、参比电极、辅助电极以及各电极对应的电极焊点，工作电极位于参比电极与辅助电极之间；

工作电极、参比电极和辅助电极分别通过电极导线与各自对应的电极焊点连接，各电极导线相互独立且其上覆盖有绝缘层；

各电极焊点用于连接外部控制电路，以输出电极变化信号。

作为优选方案，所述工作电极包括依次叠设于绝缘基底之上的第一导电层和反应层；

所述第一导电层为叉指电极，采用电子束蒸发真空镀膜在绝缘基底上蒸镀的导电Cu膜。

所述反应层包括依次叠设于第一导电层之上的导电纳米纤维膜层、Ag薄膜层和AgCl薄膜层。

作为优选方案，所述导电纳米纤维膜层采用聚偏氟乙烯聚合物作为纺丝前驱体，并加入导电活性材料、偶联剂经静电纺丝制成。

作为优选方案，所述导电活性材料包括掺杂金属纳米颗粒、富勒烯、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。

作为优选方案，所述第一导电层的厚度为50nm～1μm，导电纳米纤维膜层的膜厚为100nm～5μm，Ag薄膜层的膜厚为200nm～5μm，AgCl薄膜层的膜厚为500nm～10μm。

作为优选方案，所述参比电极包括依次叠设于绝缘基底之上的第二导电层、Ag薄膜层、AgCl薄膜层和水凝胶层。

作为优选方案，所述第二导电层为采用电子束蒸发真空镀膜在绝缘基底上蒸镀的导电Cu膜，膜厚为50nm～1μm；

Ag薄膜层的膜厚为200nm～5μm；

AgCl薄膜层的膜厚为500nm～10μm；