[实用新型]一种固体电解质基电化学甲醛传感器

说明书

本实用新型提供一种固体电解质基电化学甲醛传感器，该传感器包括防水透气膜、塑料上盖、支撑片、电极膜片、电极金属引线和壳体；电极膜片和支撑片依次放置在所述壳体和塑料上盖之间，壳体开设有进气孔，防水透气膜置于进气孔外侧，电极金属引线置于电极膜片两侧；电极膜片包括固体电解质和电极膜层，固体电解质包括支撑膜和电解质溶液。本实用新型电化学甲醛传感器，结构合理，尺寸小，并且采用聚合物固态电解质材料制作电极膜片，增大了电极膜片的机械强度和尺寸稳定性，具有成本低，不漏液、寿命长、响应快、检测精度高等特点，实用性强。

技术领域

本实用新型涉及气体传感器技术领域，具体是一种增大了电极膜片的机械强度和尺寸稳定性的固体电解质基电化学甲醛传感器。

背景技术

甲醛(HCHO)是原生毒物，毒性强且潜伏周期长，主要来源于建筑材料、涂料、合成树脂及粘合剂，当人体接触、吸入高浓度甲醛气体时，短时间内就会出现不适症状，长期暴露在高浓度甲醛气体环境中，会对人体造成严重的伤害。因此，快速准确地检测及长期监测甲醛对人类健康和环境保护具有重要意义。

相比于分光光度法、电化学法、荧光法、色谱法等甲醛检测方法，甲醛气体传感器使用方便且成本低，不仅可以快速地检测甲醛气体浓度，还能够实现对室内甲醛的连续实时监测。目前常用的电化学甲醛传感器是利用电化学原理，快速的将甲醛浓度信号转化为电流信号并输出。即甲醛气体进入传感器后发生氧化还原反应，产生移动的电荷，电荷形成的反应如下：

工作电极:HCHO+H₂O→CO₂+4H⁺+4e^-

对电极:O₂+4H⁺+4e^-→H₂O

总反应:HCHO+O₂→CO₂+H₂O

目前，电化学传感器大多以液态电解质或半固态电解质为主，但该类型传感器电解液溶液漏液，寿命短；其他电化学传感器也有采用固体电解质，但固体电解质多采用质子膜，如Nafion系列磺酸膜等，该类型质子导电聚合物价格昂贵，增大了传感器制造成本，且使用性能也不佳。上述的这些问题在实际制造和使用中给生产厂家和消费者带来很多麻烦，不利于电化学传感器的广泛应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有液态电解质或半固态电解质漏液，寿命短，而固体电解质的电极膜片制造成本高，使用性能不佳的缺陷，提供了一种，增大了电极膜片的机械强度和尺寸稳定性，具有成本低，不漏液、寿命长、响应快、检测精度高的固体电解质基电化学甲醛传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种固体电解质基电化学甲醛传感器，其特征在于，包括塑料上盖、支撑片、电极膜片、电极金属引线、防水透气膜与壳体；其中，所述支撑片与所述电极膜片依次放置在所述塑料上盖与壳体之间，所述壳体内部设有与电极膜片相配的内腔；所述电极膜片包括固体电解质层与电极膜层，所述固体电解质层包括支撑膜与电解质溶液。

本实用新型的支撑片、电极膜片、塑料上盖、壳体的内腔面积相配，从而使得固体电解质基电化学甲醛传感器结构精简，并缩小了传感器的尺寸。

支撑片一是对电极膜片起到支撑作用，二是有利于将电极膜片与电极金属引出线压紧，保证电极金属引出线与电极膜片保持良好接触；将支撑片与电极膜片的面积做成相同，更利于将电极膜片与内腔压紧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述壳体的底部设有进气孔，所述防水透气膜置于所述进气孔外侧，所述电极金属引线置于所述电极膜片两侧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述支撑膜的厚度为0.1-2mm，微孔孔径为0.1-15μm，孔隙率为75-85％。