电化学的气体传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种电化学的气体传感器(1)，其具有至少一个第一电极(3)和第二电极(6)的堆叠组件和设置在电极(3、6)之间的分离器(4)，所述第一电极和第二电极分别设置在一个载体膜片(2、5)上，电化学的气体传感器在所述第一电极(3)与所述第二电极(6)之间具有导气路径(14)。所述导气路径(14)构成在通过电极(3、6)限定的结构空间内部。限定的结构空间内部。限定的结构空间内部。

【技术实现步骤摘要】
电化学的气体传感器


[0001]本专利技术涉及一种电化学的气体传感器，该电化学的气体传感器具有至少一个第一电极和第二电极的堆叠布置结构和设置在各电极之间的分离器，所述第一电极和第二电极分别设置在载体膜片上，其中，在第一电极与第二电极之间构成有导气路径。

技术介绍

[0002]这种气体传感器是已知的并且例如用于测量CO和H2。
[0003]至今为止通常的是：气体份额被引导通过载体膜片，用于电化学反应的催化转化器设置在所述载体膜片上。
[0004]第一和第二电极的、即测量电极和辅助电极的载体膜片在外侧在环周上重叠并且在电极的外周上构成导气路径。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的基于：提供一种较紧凑的布置结构。
[0006]所述目的根据本专利技术通过具有权利要求1特征的电化学传感器得以实现。
[0007]因此，根据本专利技术的电化学的传感器的特征在于：导气路径在通过电极限定的结构空间内部构成。
[0008]在现有技术中，导气路径通常在电极的环周上延伸。由此特别是在小传感器中需要大结构空间，由此妨碍了进一步的微型化。
[0009]导气路径根据本专利技术的布置结构在电极的结构空间内提供了一种处于内部的导气路径，使得在环周上不需要额外的结构空间。由此基本上可能的是：与具有传统导气路径相比，制造较小的传感器。
[0010]在一种实施形式中，这种导气路径通过以下方式构成，即，在分离器中设置有至少一个传输开口。通过这种方式能够简单地制造处于内部的导气路径。
[0011]在一种实施形式中，附加地在第一电极的载体膜片中设置有至少一个传输开口。通过这种方式能够更精确地限定所述导气路径。
[0012]在分离器中和/或载体膜片中的传输开口由此能够以简单的方式制造、例如通过冲裁。扩散速率可以通过不同传输开口适配不同的应用目的或适配用于不同的传感器。
[0013]原则上也可以存在多个传输开口，这些传输开口限定一个共同导气路径。
[0014]在一种实施形式中，在分离器中和/或第一电极的载体膜片中的例如已经提到的传输开口中置入嵌入件。通过这种方式能够确保在第一电极与第二电极之间的气体接触和/或气体引导。所述嵌入件为此具有与传输开口优选相同的形状并且面式填充该从传输开口。
[0015]在一种实施形式中，分离器和/或载体膜片具有至少两个传输开口，其中，在通过电极限定的结构空间内部通过每个传输开口构成一个单独的导气路径。通过这种方式在一个壳体内可以设置例如两个或更多个分离的传感器，其中，每个传感器具有自己的导气路
径。
[0016]对于一个或多个传输开口的设置结构，不存在除了其设置在电极内部以外另外的限制。由此保证气体的良好转移并且能够实现紧凑的造型。
[0017]在一种实施形式中，所述至少一个传输开口设置在电极的中央和/或相对电极同轴设置，或者基本上设置在电极的中央和/或相对电极基本上同轴设置。特别地，一个单独的传输开口设置在电极的几何中心点中。多个传输开口优选关于所述几何中心点对称。
[0018]在一种实施形式中，传感器的堆叠布置结构构造为旋转对称的。为此，载体膜片和电极优选可以构造成圆形或环形的或者按照有规则的多边形构成。
[0019]在一种实施形式中，分离器构造为玻璃纤维膜片，并且/或者载体膜片由聚四氟乙烯、PTFE制成，并且/或者电极由铂制成。
[0020]在一种实施形式中，第一电极构造为环。该环的内径在此优选与分离器的传输开口相适配。
附图说明
[0021]下文借助实施例参照附图进一步描述本专利技术。
[0022]附图中：
[0023]图1示出根据本专利技术第一实施形式的传感器的示意性横剖视图；
[0024]图2示出根据本专利技术第二实施形式的传感器的示意性横剖视图；
[0025]图3示出根据本专利技术第三实施形式的传感器的示意性横剖视图,其具有两个不相关的气体路径；
[0026]图4示出根据本专利技术的传感器的分解图；
[0027]图5示出用于传输开口的不同形式。
具体实施方式
[0028]图1示意性示出根据本专利技术第一实施形式的电化学气体传感器1，所述气体传感器具有堆叠的电极布置结构。为了更好的一览性在示意图中没有示出壳体。
[0029]气体传感器1在所示实例中以这个顺序从上到下具有下列层：第一载体膜片2、第一电极3(传感器电极)、第一分离器4、第二载体膜片5、第二电极(辅助电极)6、第二分离器7、屏蔽膜片8、第三分离器7、第三电极(相对电极)、第四电极9
’
(参考电极)9、第三载体膜片10和第四分离器7。
[0030]载体膜片2、5和10例如由聚四氟乙烯、PTFE制成。分离器4和7例如由玻璃纤维复合材料制成。
[0031]在本实例中，气体传感器旋转对称地构造。所示的层因此构造成圆形的或环形的。
[0032]四个电极3、6、9和9
’
分别直接设置在附属的载体膜片2、5和10上。其中，第三电极9和第四电极9
’
设置在同一个载体膜片10上并且分别仅例如包括仅一个半圆环。
[0033]电极3、6、9和9
’
具有彼此相同的直径，然而该直径小于载体膜片2、5和10的直径。而载体膜片2、5和10的直径小于分离器4和7以及屏蔽膜片8的直径。
[0034]然而对于本专利技术重要的是：第一分离器4具有比相应相邻的载体膜片2和5更大的直径，并且第一分离器4具有传输开口11。
[0035]该传输开口11在本实例中同轴地设置在第一分离器4的中央并且同样构造成圆形的。通过堆叠布置结构的旋转对称的造型可以实现简单的装配和容错性构造，由此能够实现更精确的校准。
[0036]通过第一分离器4的这种根据本专利技术的布置结构构成中心的中央导气路径14。这意味着：从第一电极3到第二电极6的气体扩散通过所述传输开口11进行而不是如现有技术中那样在传感器的环周上进行。
[0037]导气路径14因此不需要在传感器1的环周上的结构空间。由此可以整体减小传感器的直径，而不会低于电极的最小尺寸。
[0038]替代地，传输开口11也可以处在中央以外。然而重要的是，该传输开口设置在通过电极3、6限定的结构空间内部。因而特别是不在载体膜片2、5的超过电极3、6伸出的环周区域13中。
[0039]传输开口11也可以具有其它形式、例如可以是方形的或椭圆形的。传输开口11能够实现对向第二电极的气体扩散的能可靠复制的设定。特别是在微型化传感器的情况中。
[0040]此外在本实例中，嵌入件12置入传输开口11中。该嵌入件12同样由PTFE制成并且确保在第一电极3与第二电极6之间通过分离器4的气体接触和/或导气。嵌入件12原则上具有与传输开口11相同的形状并且面式填充该传输开口。
[0041]第三电极9用作参考电极。第四电极9
’
用作相对电极。通过第二和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电化学的气体传感器(1)，所述气体传感器具有至少一个第一电极(3)和第二电极(6)的堆叠布置结构和设置在电极(3、6)之间的分离器(4)，所述第一电极和第二电极分别设置在一个载体膜片(2、5)上，其中，在所述第一电极(3)与所述第二电极(6)之间构成有导气路径(14)，其特征在于，所述导气路径(14)构成在通过电极(3、6)限定的结构空间内部。2.如权利要求1所述的电化学的气体传感器(1)，其特征在于，在所述分离器(4)中设置有至少一个传输开口(11)，所述导气路径(14)通过该传输开口构成。3.如权利要求1或2所述的电化学的气体传感器(1)，其特征在于，在所述第一电极的载体膜片(2)中设置有至少一个传输开口(11)。4.如权利要求2或3所述的电化学的气体传感器(1)，其特征在于，在所述分离器(4)中的传输开口(11)中和/或在所述第一电极(3)的载体膜片(4)中置入有嵌入件(12...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：特斯托欧洲股份两合公司，
类型：发明
国别省市：