一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器。该金属外壳封装的电化学甲醛传感器包括金属外壳、不锈钢盖板、密封圈、第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板和碳纤维质材料层。该金属外壳封装的电化学甲醛传感器通过用低成本的双面过孔镀金的PCB板作为导电材料，代替了昂贵的铂金丝，降低了传感器成本。镀金PCB板环绕多孔透气膜和多孔储液膜，两者之间是纳米铂黑催化层和电解质膜，这一结构即保证了气体扩散的顺畅，也保证了导电的完善，从而实现了一种新型金属封装的电化学甲醛传感器。这种结构的密封良好，组装工艺简单、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于感测设备领域，具体涉及一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器。
技术介绍
甲醛传感器一般为检测空气中甲醛含量的元器件。其通过电化学原理，把甲醛浓度转化为电流信号。普通的甲醛传感器多位塑料外壳封装，通过金属丝把传感器的电流引出来。由于电化学传感器内含有酸性电解液，所以，这种金属丝一般采用铂金丝。铂金丝的价格较高，造成甲醛传感器的成本高。采用铂金丝的传感器的组装和制造工艺比较复杂，产品良率低。同时，由于铂金丝与传感器的催化电极等材料的接触为线接触，很难实现完全意义的密封。此外，塑胶外壳封装的甲醛传感器，由于组装力较小，所以密封结构一般不理想，并且其电流的导出，需要借助铂金丝等贵金属部件，成本较高。铂金丝的组装工艺要求也很高，这进一步增加了成本。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本技术的目的在于提供一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器。该甲醛传感器结构具有良好的密封效果，并且用低成本的双面过孔镀金的PCB板(印刷电路板)，替代了昂贵的铂金丝；同时其组装工艺简单，进一步降低了成本。本技术目的通过以下技术方案实现：一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器，包括金属外壳、不锈钢盖板、密封圈、第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板和碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板环绕多孔透气膜组成一层结构，所述第二环形PCB板环绕多孔储液膜组成一层结构，两层结构之间按顺序依次设置有第一纳米铂黑催化剂层、电解质膜和第二纳米铂黑催化剂层；其中第一纳米铂黑催化剂层设置在靠近第一环形PCB板的一侧，第二纳米铂黑催化剂层设置在靠近第二环形PCB板的一侧，第二环形PCB板的另一侧设置有碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板以及碳纤维质材料层通过金属外壳和不锈钢盖板封装，其中第一环形PCB板较碳纤维质材料层靠近不锈钢盖板；所述不锈钢盖板的周边通过密封圈密封，同时与金属外壳绝缘，所述不锈钢盖板设有一个或多个通气孔，使被测气体进入传感器内部。所述第一环形PCB板用于实现导电，其中心是多孔透气膜(即多孔透气膜在第一纳米铂黑催化剂层和不锈钢盖板之间)，用于实现甲醛的扩散。所述第二环形PCB板用于实现导电，其中心是多孔储液膜(即多孔储液膜在第二纳米铂黑催化剂层和碳纤维质材料层之间)，用于给第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层和电解质膜补充电解液。所述第一环形PCB板和第二环形PCB板的材质包括但不限于玻纤布基，或是玻纤与纸的复合基板，或是金属基板，或是纸基基板；所述第一环形PCB板和第二环形PCB板两侧和过孔的表面覆盖有镀金层，起导电和防腐蚀的作用，镀金层包括但不限于黄金镀层、铂金镀层，优选的是黄金镀层。所述多孔透气膜的材质包括但不限于PE、PC、PVC、PVDF或PTFE等塑料材料，用于实现气体的传导即实现甲醛的扩散。所述多孔储液膜包括微孔膜和电解液，微孔膜的材质包括但不限于PE、PC、PVC、PVDF或PTFE等塑料材料，用于实现气体的传导；电解液包括但不限于
硫酸、盐酸、硝酸、磺酸和杂多酸中的至少一种。所述第一纳米铂黑催化剂层、电解质膜和第二纳米铂黑催化剂层组成三层结构，用于实现电化学反应；所述电解质膜的基体材料包括但不限于PE、PC、PVC、PVDF或PTFE等塑料材质的微孔膜，微孔膜的孔内填充液体电解质、固体电解质或两者的混合物，用于实现氢离子的传导；液体电解质包括但不限于硫酸、磷酸或有机磺酸等液体酸，固体电解质包括但不限于聚苯磺酸树脂或全氟磺酸树脂等。所述第一纳米铂黑催化剂层和第二纳米铂黑催化剂层的成分包括铂黑催化剂、粘结剂或离子传导材料；所述粘结剂包括但不限于全氟磺酸树脂、聚全氟乙烯树脂或聚偏氟乙烯树脂；所述离子传导材料包括液体电解质、固体电解质或两者的混合物，用于实现氢离子的传导；液体电解质包括但不限于硫酸、磷酸或有机磺酸等液体酸，固体电解质包括但不限于聚苯磺酸树脂或全氟磺酸树脂等液体。所述碳纤维质材料层包括但不限于碳纸、碳纤维布或碳纤维毡，用于实现储存空气、隔离电解液和金属外壳的接触。所述金属外壳优选为不锈钢外壳，用作整个甲醛传感器的外壳，同时用作导电板。所述不锈钢盖板的材质包括但不限于304#或316#不锈钢，用作甲醛传感器的导电板和进气板。所述密封圈的材质包括但不限于橡胶等密封材料，优选为硅橡胶。用于不锈钢盖板的周边密封，同时与金属外壳绝缘。与现有技术相比，本技术具有以下优点及有益效果：本技术提供的金属外壳封装的电化学甲醛传感器，降低了成本；组装工艺简单；更为重要的是其改善了传感器内部的密封结构，具有良好的密封效果，使得电化学甲醛传感器的稳定性和抗高浓度甲醛气体的冲击的能力得到增强。附图说明图1为本技术一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。实施例1一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器，如图1所示，包括金属外壳108、不锈钢盖板101、密封圈109、第一环形PCB板102、多孔透气膜103、电解质膜104、第一纳米铂黑催化剂层104A、第二纳米铂黑催化剂层104B、多孔储液膜105、第二环形PCB板106和碳纤维质材料层107；所述第一环形PCB板102环绕多孔透气膜103组成一层结构，所述第二环形PCB板106环绕多孔储液膜105组成一层结构，两层结构之间按顺序依次设置有第一纳米铂黑催化剂层104A、电解质膜104和第二纳米铂黑催化剂层104B；其中第一纳米铂黑催化剂层104A设置在靠近第一环形PCB板102的一侧，第二纳米铂黑催化剂层104B设置在靠近第二环形PCB板106的一侧，第二环形PCB板106的另一侧设置有碳纤维质材料层107；所述第一环形PCB板102、多孔透气膜103、电解质膜104、第一纳米铂黑催化剂层104A、第二纳米铂黑催化剂层104B、多孔储液膜105、第二环形PCB板106以及碳纤维质材料层107通过金属外壳108和不锈钢盖板101封装，其中第一环形PCB板102较碳纤维质材料层107靠近不锈钢盖板101；所述不锈钢盖板101的周边通过密封圈109密封，同时与金属外壳108绝缘，所述不锈钢盖板101设有一个或多个通气孔，使被测气体进入传感器内部。所述第一环形PCB板102用于实现导电，其中心是多孔透气膜103(即多孔透气膜103在第一纳米铂黑催化剂层104A和不锈钢盖板101之间)，用于实
现甲醛的扩散。所述第二环形PCB板106用于实现导电，其中心是多孔储液膜105(即多孔储液膜105在第二纳米铂黑催化剂层104B和碳纤维质材料层107之间)，用于给第一纳米铂黑催化剂层104A、第二纳米铂黑催化剂层104B和电解质膜104补充电解液。所述第一环形PCB板102和第二环形PCB板106的材质包括但不限于玻纤布基，或是玻纤与纸的复合基板，或是金属基板，或是纸基基板；所述第一环形PCB板102和第二环形PCB板106两侧和过孔的表面覆盖有起导电和防腐蚀作用的黄金镀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器，其特征在于，包括金属外壳、不锈钢盖板、密封圈、第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板和碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板环绕多孔透气膜组成一层结构，所述第二环形PCB板环绕多孔储液膜组成一层结构，两层结构之间按顺序依次设置有第一纳米铂黑催化剂层、电解质膜和第二纳米铂黑催化剂层；其中第一纳米铂黑催化剂层设置在靠近第一环形PCB板的一侧，第二纳米铂黑催化剂层设置在靠近第二环形PCB板的一侧，第二环形PCB板的另一侧设置有碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板以及碳纤维质材料层通过金属外壳和不锈钢盖板封装，其中第一环形PCB板较碳纤维质材料层靠近不锈钢盖板；所述不锈钢盖板的周边通过密封圈密封，所述不锈钢盖板设有一个或多个通气孔。

【技术特征摘要】
1.一种金属外壳封装的电化学甲醛传感器，其特征在于，包括金属外壳、不锈钢盖板、密封圈、第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板和碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板环绕多孔透气膜组成一层结构，所述第二环形PCB板环绕多孔储液膜组成一层结构，两层结构之间按顺序依次设置有第一纳米铂黑催化剂层、电解质膜和第二纳米铂黑催化剂层；其中第一纳米铂黑催化剂层设置在靠近第一环形PCB板的一侧，第二纳米铂黑催化剂层设置在靠近第二环形PCB板的一侧，第二环形PCB板的另一侧设置有碳纤维质材料层；所述第一环形PCB板、多孔透气膜、电解质膜、第一纳米铂黑催化剂层、第二纳米铂黑催化剂层、多孔储液膜、第二环形PCB板以及碳纤维质材料层通过金属外壳和不锈钢盖板封装，其中第一环形PCB板较碳纤维质材料层靠近不锈钢盖板；所述不锈钢盖板的周边通过密封圈密封，所述不锈钢盖板设有一个或多个通气孔。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：袁定胜，杨新胜，
申请(专利权)人：广东南海普锐斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44