一种PCB基电化学半固态气体传感器

本技术涉及气体传感器领域，具体涉及一种pcb基电化学半固态气体传感器。

背景技术：

1、传统电化学气体传感器采用液态电解质，且一般地工作电极在电解质上方，批量化制备工艺操作难度大。罐装的液态电解质极易挥发，使得传感器寿命受到极大的影响(一般情况下为1年)，传感器性能在使用过程中随着时间推移也会大幅度衰减。目前市场上已出现了利用半固态电解质制备的电化学气体传感器，其拥有长寿命，低衰减的优势备受市场关注。然而因为制备工艺中的酸液腐蚀电极及高温固化烧结的需要，导致其采用铂浆料印刷陶瓷作为基底，此种方法对陶瓷基板要求极高，物料及工艺成本极高，且后道传感器封装结构复杂、工艺难度大。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种pcb基电化学半固态气体传感器，其可实现传感器内部水分挥发的极大减少，延长传感器寿命。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种pcb基电化学半固态气体传感器，包括pcb基板，所述pcb基板外周覆盖有防水透气层，所述pcb基板上端设有参比电极、工作电极、对电极，所述参比电极、工作电极、对电极穿过防水透气层与pcb板接触，所述pcb基板上分别设有参比电极通气孔、工作电极通气孔、对电极通气孔，所述参比电极通气孔与参比电极连通，所述工作电极通气孔与工作电极连通，所述对电极与对电极通气孔连通，所述防水透气层上端铺设有质子导电层，所述质子导电层上端铺设有酸性硅溶胶层，所述酸性硅溶胶层铺设在参比电极、工作电极、对电极上，所述酸性硅溶胶层上端铺设有凝胶电解质层，所述凝胶电解质层上端铺设有电子密封胶b，所述pcb基板上端设有环形围板，所述环形围板套设在凝胶电解质层外，所述环形围板上部安装有盖板。

4、优选地，所述防水透气层为聚四氟乙烯层。

5、优选地，所述质子导电层为nafion层。

6、优选地，所述pcb基板与环形围板通过电子密封胶a粘接。

7、优选地，所述环形围板与盖板通过电子密封胶a粘接。

8、优选地，所述盖板由上板和下板组成，所述下板固定在上板下端，所述下板外壁与环形围板内壁贴合，所述上板设置在环形围板上端。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、本实用新型采用pcb作为基底，并将其直接作为封装外壳的一部分使用，使用聚四氟乙烯层、nafion层、酸性硅溶胶层、半固态电解质层等多层叠加结构。聚四氟乙烯层为内部防水透气层；nafion层为质子导电层，直接接触电极导电；酸性硅溶胶层连接nafion层和凝胶电解质层，而凝胶电解质层连接酸性硅溶胶层和密封胶。酸性硅溶胶层和凝胶电解质层均具有很强的保湿能力，可实现传感器内部水分挥发的极大减少，延长传感器寿命。

技术特征：

1.一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：包括pcb基板，所述pcb基板外周覆盖有防水透气层，所述pcb基板上端设有参比电极、工作电极、对电极，所述参比电极、工作电极、对电极穿过防水透气层与pcb板接触，所述pcb基板上分别设有参比电极通气孔、工作电极通气孔、对电极通气孔，所述参比电极通气孔与参比电极连通，所述工作电极通气孔与工作电极连通，所述对电极与对电极通气孔连通，所述防水透气层上端铺设有质子导电层，所述质子导电层上端铺设有酸性硅溶胶层，所述酸性硅溶胶层铺设在参比电极、工作电极、对电极上，所述酸性硅溶胶层上端铺设有凝胶电解质层，所述凝胶电解质层上端铺设有电子密封胶b，所述pcb基板上端设有环形围板，所述环形围板套设在凝胶电解质层外，所述环形围板上部安装有盖板。

2.根据权利要求1所述的一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：所述防水透气层为聚四氟乙烯层。

3.根据权利要求1所述的一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：所述质子导电层为nafion层。

4.根据权利要求1所述的一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：所述pcb基板与环形围板通过电子密封胶a粘接。

5.根据权利要求1所述的一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：所述环形围板与盖板通过电子密封胶a粘接。

6.根据权利要求1所述的一种pcb基电化学半固态气体传感器，其特征在于：所述盖板由上板和下板组成，所述下板固定在上板下端，所述下板外壁与环形围板内壁贴合，所述上板设置在环形围板上端。

技术总结
本技术公开了一种PCB基电化学半固态气体传感器，包括PCB基板，PCB基板外周覆盖有防水透气层，PCB基板上端设有参比电极、工作电极、对电极，PCB基板上分别设有参比电极通气孔、工作电极通气孔、对电极通气孔，防水透气层上端铺设有质子导电层，质子导电层上端铺设有酸性硅溶胶层，酸性硅溶胶层铺设在参比电极、工作电极、对电极上，酸性硅溶胶层上端铺设有凝胶电解质层，凝胶电解质层上端铺设有电子密封胶B，PCB基板上端设有环形围板，环形围板套设在凝胶电解质层外，环形围板上部安装有盖板。该PCB基电化学半固态气体传感器可实现传感器内部水分挥发的极大减少，延长传感器寿命。

技术研发人员：郭友敏,杨正,荣钱,张伟
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：20230926
技术公布日：2024/5/6