一种高精度电化学传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种高精度电化学传感器。

背景技术

高精度电化学传感器基于工作电极起着催化作用和气体分子发生有效反应，电解反应在电解液中进行并将离子电荷传送到对电极，对电极的电极电位指示被测离子活度，参比电极的电极电位不受溶液影响，通过测量电动势即可求得被测离子的活度以进行气体浓度的测量，应用广泛。

现有的电化学传感器在使用时，未于两侧提供支撑力降低传感器安装固定的稳固性，影响了气体浓度检测操作的进行，过滤结构不可单独拆装给对组成部件的更换操作带来不便，抽液不便且需借助驱动部件进行排液，结构复杂且使用不便，同时，接线区的防漏液和绝缘效果不佳，传感器整体结构的密封性能差。

发明内容

本发明提出的一种高精度电化学传感器，解决了电化学传感器未于两侧提供支撑力降低传感器安装固定的稳固性，影响了气体浓度检测操作的进行，过滤结构不可单独拆装给对组成部件的更换操作带来不便，抽液不便且需借助驱动部件进行排液，结构复杂且使用不便，同时，接线区的防漏液和绝缘效果不佳，传感器整体结构的密封性能差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高精度电化学传感器，包括壳体，所述壳体的下表面焊接有底板，且底板的下表面垂直焊接有三组引脚，三组所述引脚水平分布，所述壳体的顶部设置有顶板，且顶板的两侧外壁位置均固定安装有夹板，所述壳体的外表面两侧位置均焊接有定位块，两组所述定位块的下表面位置之间设置有支撑板，且支撑板靠近壳体的外表面一侧位置开设有空槽，所述顶板的下表面位置固定安装有过滤器，且过滤器的底部焊接有导筒，所述过滤器通过导筒活动安装有填充板，且填充板的上下表面中间位置之间开设有定位槽，所述填充板通过定位槽固定安装有透气膜，且透气膜的下表面固定安装有工作电极，所述壳体的内壁底部两侧位置分别固定安装有对电极和参比电极，所述壳体的前壁中间位置焊接有管套，且壳体通过管套固定连接有U型管。

优选的，所述壳体的前表面固定安装有铭牌，且铭牌设置在U型管的上方，两组所述夹板以顶板的纵轴线为中心对称分布，且夹板与壳体之间螺纹连接有螺栓，所述顶板通过夹板以及螺栓与壳体活动连接。

优选的，两组所述定位块反向安装，且定位块为弧型结构，所述支撑板的横截面形状为圆环形，且壳体设置在支撑板的内部，所述定位块与支撑板之间螺纹安装有固定栓。

优选的，所述夹板和壳体之间填充有毡片，且过滤器的上表面两侧边缘位置均固定安装有密封块，所述密封块填充在顶板和过滤器之间，相邻所述密封块和毡片相互靠近的一侧外壁相接触，所述顶板的上下表面中间位置以及过滤器的顶部位置之间开设有同一组气孔，且过滤器的内部填充有活性炭，所述空槽设置在U型管的前方。

优选的，所述透气膜包覆在过滤器的下表面位置，且透气膜选用低孔隙率特氟隆薄膜，所述工作电极为铂金属，所述对电极和参比电极水平设置，且工作电极设置在对电极的上方，所述壳体的内部填充有电解液，且工作电极、对电极和参比电极均浸没在电解液内。

优选的，所述管套固定套接在U型管的外表面中间位置，且管套的一端设置在对电极和参比电极的中间位置，所述U型管设置在工作电极的下方，且U型管远离对电极的一端焊接有夹盘，所述U型管靠近夹盘的内部一侧位置设置有挡片，且挡片的一侧外壁与U型管的一侧内壁位置之间固定连接有弹簧。

优选的，所述挡片通过弹簧活动安装在U型管的内部，且挡片的活动角度范围为零度到九十度，所述U型管的两侧内壁位置均焊接有限位块，且挡片的下表面和限位块的上表面相接触，所述U型管远离壳体的一端设置有插管，且插管滑动安装在两组所述限位块之间，所述插管的下端焊接有基盘，且基盘平行设置在夹盘的下方，所述基盘的下表面固定安装有连接管，且插管的下端和连接管的上端相对应，所述夹盘的下表面垂直固定安装有滑套，且基盘的上表面固定安装有和滑套相对应匹配的活塞柱，所述活塞柱固定套接在插管的外表面底部位置，且插管通过滑套以及活塞柱与U型管活动连接。

优选的，所述壳体的底部与底板的上下表面位置之间焊接有和引脚相对应的垫块，且垫块的内部与顶部位置之间开设有灌封腔，所述垫块通过灌封腔固定安装有环氧树脂块，且环氧树脂块的上表面中间位置开设有固定槽，所述环氧树脂块通过固定槽固定安装有电极片，且环氧树脂块的底部与垫块之间开设有和引脚相对应的线槽，所述线槽的上端和固定槽的底部中间位置相对应。

优选的，所述壳体的两侧内壁位置均焊接有安装块，两组所述安装块相互靠近的一侧外壁位置均固定安装有支架，且支架为L型结构，所述支架远离安装块的一侧外壁位置固定安装有绝缘毡，且工作电极卡接在两组所述支架之间，所述绝缘毡包覆在工作电极的一侧外壁位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，定位块通过固定栓实现在支撑板上的装配，支撑板作为支架体，固定在被测样的储存空间内，通过定位块实现电化学传感器在支架体上的精确装配，并于两侧提供支撑力增强传感器安装固定的稳固性，从而方便气体浓度检测操作的进行，空槽于壳体的前侧提供抽液机构的安装空间，实现安装机构在壳体上的契合装配；

2、本发明中，导筒和填充板通过螺纹装配组合成安装体，并在定位槽的定位下实现透气膜于过滤结构上的契合装配，且透气膜可拆卸，使得过滤结构为组合体，可单独拆装以便于对组成部件的更换操作；

3、本发明中，由管套定位安装的U型管一部分伸入电解液中，另一部分位于的前方，通过由弹簧定位安装的挡片于U型管的一端进行隔挡，限位块对挡片的活动角度进行限位，通过由基盘安装的连接管作为延伸管，使用时将插管置于U型管后在活塞柱和由夹盘安装的滑套之间的配位下将插管深入U型管内并作用于挡片上，挡片受向上的挤压力时在弹簧的作用下改变角度至呈竖直，此时，电解液基于虹吸原理可自动流出，抽液方便且不需驱动部件即可排液，结构简单且使用便捷；

4、本发明中，垫块通过灌封腔内的环氧树脂块对接线区进行封装，并配合线槽和由固定槽定位安装的电极片作为接线端，实现三组电极和对应导线之间的密封连接，使得接线区独立且防漏液和绝缘效果优异，增强传感器整体结构的密封性能；

本发明，高精度电化学传感器可于两侧提供支撑力增强传感器安装固定的稳固性，从而方便气体浓度检测操作的进行，过滤结构为组合体，可单独拆装以便于对组成部件的更换操作，抽液方便且不需驱动部件即可排液，结构简单且使用便捷，同时，接线区独立且防漏液和绝缘效果优异，增强传感器整体结构的密封性能。

附图说明

图1为本发明提出的一种高精度电化学传感器的实施例一的剖视图；

图2为本发明提出的一种高精度电化学传感器的结构示意图；

图3为本发明提出的一种高精度电化学传感器的俯视图；

图4为本发明提出的一种高精度电化学传感器的局部连接结构示意图；

图5为本发明提出的一种高精度电化学传感器中A的放大图；

图6为本发明提出的一种高精度电化学传感器的局部放大图；

图7为本发明提出的一种高精度电化学传感器的实施例二的剖视图。

图中：1壳体、2铭牌、3底板、4引脚、5顶板、6夹板、7螺栓、8定位块、9支撑板、10固定栓、11空槽、12过滤器、13毡片、14密封块、15气孔、16活性炭、17导筒、18填充板、19定位槽、20透气膜、21工作电极、22对电极、23参比电极、24电解液、25管套、26U型管、27挡片、28弹簧、29限位块、30夹盘、31插管、32基盘、33连接管、34滑套、35活塞柱、36垫块、37灌封腔、38环氧树脂块、39线槽、40固定槽、41电极片、42安装块、43支架、44绝缘毡。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

参照图1-6，一种高精度电化学传感器，包括壳体1，壳体1的下表面焊接有底板3，且底板3的下表面垂直焊接有三组引脚4，三组引脚4水平分布，壳体1的顶部设置有顶板5，且顶板5的两侧外壁位置均固定安装有夹板6，壳体1的外表面两侧位置均焊接有定位块8，两组定位块8的下表面位置之间设置有支撑板9，且支撑板9靠近壳体1的外表面一侧位置开设有空槽11，顶板5的下表面位置固定安装有过滤器12，且过滤器12的底部焊接有导筒17，过滤器12通过导筒17活动安装有填充板18，且填充板18的上下表面中间位置之间开设有定位槽19，填充板18通过定位槽19固定安装有透气膜20，且透气膜20的下表面固定安装有工作电极21，壳体1的内壁底部两侧位置分别固定安装有对电极22和参比电极23，壳体1的前壁中间位置焊接有管套25，且壳体1通过管套25固定连接有U型管26。

壳体1的前表面固定安装有铭牌2，且铭牌2设置在U型管26的上方，两组夹板6以顶板5的纵轴线为中心对称分布，且夹板6与壳体1之间螺纹连接有螺栓7，顶板5通过夹板6以及螺栓7与壳体1活动连接，两组定位块8反向安装，且定位块8为弧型结构，支撑板9的横截面形状为圆环形，且壳体1设置在支撑板9的内部，定位块8与支撑板9之间螺纹安装有固定栓10，夹板6和壳体1之间填充有毡片13，且过滤器12的上表面两侧边缘位置均固定安装有密封块14，密封块14填充在顶板5和过滤器12之间，相邻密封块14和毡片13相互靠近的一侧外壁相接触，顶板5的上下表面中间位置以及过滤器12的顶部位置之间开设有同一组气孔15，且过滤器12的内部填充有活性炭16，空槽11设置在U型管26的前方，透气膜20包覆在过滤器12的下表面位置，且透气膜20选用低孔隙率特氟隆薄膜，工作电极21为铂金属，对电极22和参比电极23水平设置，且工作电极21设置在对电极22的上方，壳体1的内部填充有电解液24，且工作电极21、对电极22和参比电极23均浸没在电解液24内，管套25固定套接在U型管26的外表面中间位置，且管套25的一端设置在对电极22和参比电极23的中间位置，U型管26设置在工作电极21的下方，且U型管26远离对电极22的一端焊接有夹盘30，U型管26靠近夹盘30的内部一侧位置设置有挡片27，且挡片27的一侧外壁与U型管26的一侧内壁位置之间固定连接有弹簧28，挡片27通过弹簧28活动安装在U型管26的内部，且挡片27的活动角度范围为零度到九十度，U型管26的两侧内壁位置均焊接有限位块29，且挡片27的下表面和限位块29的上表面相接触，U型管26远离壳体1的一端设置有插管31，且插管31滑动安装在两组限位块29之间，插管31的下端焊接有基盘32，且基盘32平行设置在夹盘30的下方，基盘32的下表面固定安装有连接管33，且插管31的下端和连接管33的上端相对应，夹盘30的下表面垂直固定安装有滑套34，且基盘32的上表面固定安装有和滑套34相对应匹配的活塞柱35，活塞柱35固定套接在插管31的外表面底部位置，且插管31通过滑套34以及活塞柱35与U型管26活动连接，壳体1的底部与底板3的上下表面位置之间焊接有和引脚4相对应的垫块36，且垫块36的内部与顶部位置之间开设有灌封腔37，垫块36通过灌封腔37固定安装有环氧树脂块38，且环氧树脂块38的上表面中间位置开设有固定槽40，环氧树脂块38通过固定槽40固定安装有电极片41，且环氧树脂块38的底部与垫块36之间开设有和引脚4相对应的线槽39，线槽39的上端和固定槽40的底部中间位置相对应。

实施例二：

参照图2-7，一种高精度电化学传感器，包括壳体1，壳体1的下表面焊接有底板3，且底板3的下表面垂直焊接有三组引脚4，三组引脚4水平分布，壳体1的顶部设置有顶板5，且顶板5的两侧外壁位置均固定安装有夹板6，壳体1的外表面两侧位置均焊接有定位块8，两组定位块8的下表面位置之间设置有支撑板9，且支撑板9靠近壳体1的外表面一侧位置开设有空槽11，顶板5的下表面位置固定安装有过滤器12，且过滤器12的底部焊接有导筒17，过滤器12通过导筒17活动安装有填充板18，且填充板18的上下表面中间位置之间开设有定位槽19，填充板18通过定位槽19固定安装有透气膜20，且透气膜20的下表面固定安装有工作电极21，壳体1的内壁底部两侧位置分别固定安装有对电极22和参比电极23，壳体1的前壁中间位置焊接有管套25，且壳体1通过管套25固定连接有U型管26。

壳体1的前表面固定安装有铭牌2，且铭牌2设置在U型管26的上方，两组夹板6以顶板5的纵轴线为中心对称分布，且夹板6与壳体1之间螺纹连接有螺栓7，顶板5通过夹板6以及螺栓7与壳体1活动连接，两组定位块8反向安装，且定位块8为弧型结构，支撑板9的横截面形状为圆环形，且壳体1设置在支撑板9的内部，定位块8与支撑板9之间螺纹安装有固定栓10，夹板6和壳体1之间填充有毡片13，且过滤器12的上表面两侧边缘位置均固定安装有密封块14，密封块14填充在顶板5和过滤器12之间，相邻密封块14和毡片13相互靠近的一侧外壁相接触，顶板5的上下表面中间位置以及过滤器12的顶部位置之间开设有同一组气孔15，且过滤器12的内部填充有活性炭16，空槽11设置在U型管26的前方，透气膜20包覆在过滤器12的下表面位置，且透气膜20选用低孔隙率特氟隆薄膜，工作电极21为铂金属，对电极22和参比电极23水平设置，且工作电极21设置在对电极22的上方，壳体1的内部填充有电解液24，且工作电极21、对电极22和参比电极23均浸没在电解液24内，管套25固定套接在U型管26的外表面中间位置，且管套25的一端设置在对电极22和参比电极23的中间位置，U型管26设置在工作电极21的下方，且U型管26远离对电极22的一端焊接有夹盘30，U型管26靠近夹盘30的内部一侧位置设置有挡片27，且挡片27的一侧外壁与U型管26的一侧内壁位置之间固定连接有弹簧28，挡片27通过弹簧28活动安装在U型管26的内部，且挡片27的活动角度范围为零度到九十度，U型管26的两侧内壁位置均焊接有限位块29，且挡片27的下表面和限位块29的上表面相接触，U型管26远离壳体1的一端设置有插管31，且插管31滑动安装在两组限位块29之间，插管31的下端焊接有基盘32，且基盘32平行设置在夹盘30的下方，基盘32的下表面固定安装有连接管33，且插管31的下端和连接管33的上端相对应，夹盘30的下表面垂直固定安装有滑套34，且基盘32的上表面固定安装有和滑套34相对应匹配的活塞柱35，活塞柱35固定套接在插管31的外表面底部位置，且插管31通过滑套34以及活塞柱35与U型管26活动连接，壳体1的底部与底板3的上下表面位置之间焊接有和引脚4相对应的垫块36，且垫块36的内部与顶部位置之间开设有灌封腔37，垫块36通过灌封腔37固定安装有环氧树脂块38，且环氧树脂块38的上表面中间位置开设有固定槽40，环氧树脂块38通过固定槽40固定安装有电极片41，且环氧树脂块38的底部与垫块36之间开设有和引脚4相对应的线槽39，线槽39的上端和固定槽40的底部中间位置相对应，壳体1的两侧内壁位置均焊接有安装块42，两组安装块42相互靠近的一侧外壁位置均固定安装有支架43，且支架43为L型结构，支架43远离安装块42的一侧外壁位置固定安装有绝缘毡44，由安装块42固定的支架43位于工作电极21的两侧，通过绝缘毡44作为隔层对接触面进行防护，提供工作电极21的安装支撑且方便了工作电极21在传感器内的准确安装，且工作电极21卡接在两组支架43之间，绝缘毡44包覆在工作电极21的一侧外壁位置。

工作原理：在使用时，壳体1、底板3和顶板5组合成电化学传感器的外壳结构，通过引脚4连接导线从而为传感器的运行传输电力，顶板5在夹板6和螺栓7的配合下和壳体1活动装配，于顶部提供拆卸通道以便于对传感器内各元件的维护，定位块8通过固定栓10实现在支撑板9上的装配，支撑板9作为支架体，固定在被测样的储存空间内，通过定位块8实现电化学传感器在支架体上的精确装配，并于两侧提供支撑力增强传感器安装固定的稳固性，从而方便气体浓度检测操作的进行，空槽11于壳体1的前侧提供抽液机构的安装空间，实现安装机构在壳体1上的契合装配，毡片13和密封块14组合成填充层，提高顶板5在壳体1上安装的紧密性，由顶板5安装的过滤器12通过其内的活性炭16对沿气孔15进入的气体样本进行过滤处理，后气体进入透气膜20中，透气膜20选用低孔隙率特氟隆薄膜，具备疏水性，覆盖在工作电极21上控制到达电极表面的气体分子量，提供机械性保护并滤除不需要的粒子，防止液态电解质泄漏或迅速燥结，工作电极21选用铂金属，起着催化作用和气体分子发生有效反应，电解反应在电解液24中进行并将离子电荷传送到对电极22，对电极22的电极电位指示被测离子活度，参比电极23的电极电位不受溶液影响，通过测量电动势即可求得被测离子的活度，导筒17和填充板18通过螺纹装配组合成安装体，并在定位槽19的定位下实现透气膜20于过滤结构上的契合装配，且透气膜20可拆卸，使得过滤结构为组合体，可单独拆装以便于对组成部件的更换操作，由管套25定位安装的U型管26一部分伸入电解液24中，另一部分位于的前方，通过由弹簧28定位安装的挡片27于U型管26的一端进行隔挡，限位块29对挡片27的活动角度进行限位，通过由基盘32安装的连接管33作为延伸管，使用时将插管31置于U型管26后在活塞柱35和由夹盘30安装的滑套34之间的配位下将插管31深入U型管26内并作用于挡片27上，挡片27受向上的挤压力时在弹簧28的作用下改变角度至呈竖直，此时，电解液基于虹吸原理可自动流出，抽液方便且不需驱动部件即可排液，结构简单且使用便捷，垫块36通过灌封腔37内的环氧树脂块38对接线区进行封装，并配合线槽39和由固定槽40定位安装的电极片41作为接线端，实现三组电极和对应导线之间的密封连接，使得接线区独立且防漏液和绝缘效果优异，增强传感器整体结构的密封性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。