[发明专利]一种自恒温电化学片式气体传感器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自恒温电化学片式气体传感器，其特征在于，包括：电化学片式气体传感器以及用于为电化学片式气体传感器提供并保持在所需工作温度的陶瓷加热片。本发明制备的自恒温电化学片式气体传感器依靠移动电源就可以提供并保持在传感器所需的工作温度，同时还避免了复杂的测控温系统，因此使得固体电解质型气体传感器可以实时检测环境浓度下的有毒有害气体，而且所制成的传感器体积小，结构工艺简单，成本低廉，无需特殊设备和苛刻条件，可控性强，容易实现规模化生产，促进了气体传感器向更精确更简便的发展，推进了传感器的使用范围，同时为传感器的集成组网应用打下基础。

技术领域

本发明涉及一种气体传感器，具体来说是一种自恒温电化学片式气体传感器及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济取得空前发展，环境污染问题也变得相当严重，各大城市雾霾天气时常出现，大气污染物，诸如PM2.5、NOx、NH₃、CO、SO₂等，已经给人们的健康带来巨大威胁。随着人们对健康问题的日益关注，我国对于各种有毒有害气体的浓度都有着严格标准，对这些气体的监测分析、监控报警对人类生产生活有着深远影响，气体传感器在这个过程中扮演十分重要角色，因此迫切需要开发一种便于携带和使用的、用于实时检测环境浓度下的有毒有害气体的传感器。

现今对环境中有毒有害气体的检测主要通过实地取样在实验室中进行化学定量来确定有毒有害气体的浓度，该方法结果准确，但是效率低，成本高，最重要的耗时较长，不能实时检测，并且不能携带，但是环境中有毒有害气体浓度是时刻变化的，因此大大降低了这类取样测试结果的参考价值。固体电解质电化学型传感器因为其灵敏度高、造价低廉、响应时间短而受到普遍关注和研究，德国和日本的公司相继推出了适用于汽车尾气检测的NO₂传感器。目前制备的固体电解质型气体传感器绝大多通过管式炉进行加热，以保证传感器的正常工作温度，这使得传感器不易携带，不能在家庭、办公区域等日常生活条件下使用，严重阻碍了固体电解质传感器的实际应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实时检测环境中的有毒有害气体的电化学气体传感器。

为了达到上述目的，本发明提供了一种自恒温电化学片式气体传感器，其特征在于，包括：电化学片式气体传感器以及用于为电化学片式气体传感器提供并保持在所需工作温度的陶瓷加热片。

优选地，所述的电化学片式气体传感器通过耐高温粘结剂粘结陶瓷加热片。

优选地，所述的耐高温粘结剂为导热系数大于1.5[W/(m·k)]的耐高温导热胶。

优选地，所述的陶瓷加热片为PTC陶瓷加热片或MCH陶瓷加热片。

优选地，所述的陶瓷加热片的尺寸与固体电解质型气体传感器基片相同。

优选地，所述的电化学片式气体传感器包括固体电解质气体传感器基片，固体电解质气体传感器基片上设有传感器电极。

本发明还提供了上述的自恒温电化学片式气体传感器的制备方法，其特征在于，包括：通过丝网印刷的方式将铂浆印刷在固体电解质气体传感器基片的一面上，分别作为工作电极和参比电极，或工作电极、参比电极和对电极；在工作电极、或工作电极和对电极表面丝网印刷敏感电极浆料；利用耐高温粘结剂将陶瓷加热片粘结在固体电解质气体传感器基片的另一面，将陶瓷加热片连接在电压≤24V的移动电源上，得到自恒温电化学片式气体传感器。

优选地，所述的移动电源为电池。