CN106053576A - 一种锆基传感器及使用该传感器的有机挥发物检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锆基传感器及使用该传感器的有机挥发物检测装置，锆基传感器，包括锆基固体电解质基层和设置在锆基固体电解质基层上的参比电极和敏感电极，参比电极是铂金电极，敏感电极是氧化锌光敏电极；在此锆基传感器基础上结合数据接收处理装置和在氧化锌光敏电极上方设置的紫外线照射装置及在锆基固体电解质基层上设置的加热装置，组成具有高灵敏度性低检出限的有机挥发物检测装置，可以在紫外光照的协助下，能够在0‑645ppm气体测量范围下取得良好的测量效果，能够达到0.1‑2ppm的低检出限。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机挥发物检测装置，尤其是涉及一种锆基传感器及使用该传感器的有机挥发物检测装置。
背景技术
随着我国家装市场的不断发展，各种家装中的问题也随之接踵而来。尤其是室内环境污染对人体的危害性，已经越来越引起人们的关注。其中室内环境污染的主要源头是装修油漆中散发出的有机挥发物(VOC)，其中油漆中的芳香族VOC例如乙苯(Ethylbenzene)、对二甲苯(p-Xylene)、间三甲苯(Mesitylene)和甲苯(Toluene)是导致新生幼儿患白血病的主要元凶。
目前基于钇稳定氧化锆(Yttria Stablilzed Zirconia，简称YSZ或锆基)电解质的VOC传感器由于可适用于极端环境(高温高湿)以及其相对较高的选择性而广受关注，其中以配备氧化物敏感电极的锆基VOC传感器研究最为广泛。但是，目前已开发出的锆基传感器对VOC的灵敏度往往较低，并且其检测限多在几十个ppm(ppm为百万分之一)。而我国室内空气标准中室内总VOC的含量不能超过1ppm，因此有必要开发出一种能在极端环境下对VOC高灵敏度性低检出限响应的VOC传感器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高灵敏度性低检出限响应的锆基传感器及使用该传感器的有机挥发物检测装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锆基传感器，包括锆基固体电解质基层和设置在所述的锆基固体电解质基层上的参比电极和敏感电极，所述的参比电极是铂金电极，所述的敏感电极是氧化锌光敏电极。
所述的参比电极和所述的敏感电极分别设置在所述的锆基固体电解质基层的两侧。
所述的参比电极和所述的敏感电极设置在所述的锆基固体电解质基层的同侧。
所述的锆基固体电解质基层的无所述的参比电极和所述的敏感电极一侧设置有加热片。
所述的参比电极是多孔铂金电极，所述的敏感电极是多孔氧化锌光敏电极。
所述的锆基固体电解质基层是由0.3mm～1mm的YSZ生瓷片烧结而成的。
使用上述锆基传感器的有机挥发物检测装置，包括锆基传感器、数据接收处理装置、紫外线照射装置和加热装置，所述的锆基传感器包括锆基固体电解质基层和设置在所述的锆基固体电解质基层上的参比电极和敏感电极，所述的参比电极是铂金电极，所述的敏感电极是氧化锌光敏电极，所述的紫外线照射装置设置在所述的氧化锌光敏电极上方，所述的加热装置用于加热锆基固体电解质基层。
所述的紫外线照射装置是波长为365-385nm的紫外灯，所述的加热装置是加热片。
所述的参比电极和所述的敏感电极可以设置在所述的锆基固体电解质基层的同侧，所述的加热装置可以是设直接置在所述的锆基固体电解质基层的无所述的参比电极和所述的敏感电极一侧的加热片。
与现有技术相比，本发明的优点在于采用热稳定性较好的氧化锌光敏电极作为敏感电极，使得基于锆基电解质的VOC传感器可以在紫外光照的协助下于极端环境中提高对VOC的响应灵敏度和检测限；而使用该传感器的VOC检测装置，能够在0-645ppm气体测量范围下取得良好的测量效果，能够达到0.1-2ppm的低检出限。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例二的结构示意图；
图3为本发明实施三的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图1所示，一种锆基传感器，包括锆基固体电解质基层1和分别设置在锆基固体电解质基层1两侧的参比电极2和敏感电极3，锆基固体电解质基层1由0.3mm的YSZ生瓷片烧结而成，参比电极2是多孔铂金电极，采用丝网印刷技术将铂金浆料印制在锆基固体电解质基层1一侧的表面，敏感电极3是多孔氧化锌光敏电极，在将氧化锌粉体溶入高分子化学试剂中配制出氧化锌光敏电极浆料后，同样采用丝网印刷技术将氧化锌光敏电极浆料印制在锆基固体电解质基层1另一侧的表面，然后在氧化锌光敏电极上点涂铂金浆料4并引出电极引线5。
实施例二：如图2所示，一种锆基传感器，包括锆基固体电解质基层10和设置在锆基固体电解质基层10同侧的参比电极20和敏感电极30，锆基固体电解质基层10由0.5mm的YSZ生瓷片烧结而成，参比电极20是多孔铂金电极，采用丝网印刷技术将铂金浆料印制在锆基固体电解质基层10的表面，敏感电极30是多孔氧化锌光敏电极，在将氧化锌粉体溶入高分子化学试剂中配制出氧化锌光敏电极浆料后，同样采用丝网印刷技术将氧化锌光敏电极浆料印制在锆基固体电解质基层10的表面，锆基固体电解质基层10的无参比电极20和敏感电极30一侧设置有加热片60。
实施例三：如图3所示，一种有机挥发物检测装置，使用实施例一的锆基传感器，包括锆基传感器100、数据接收处理装置200、波长为365-385nm的紫外灯300和加热装置400，锆基传感器100包括锆基固体电解质基层1和设置在锆基固体电解质基层1上的参比电极2和敏感电极3，参比电极2是铂金电极，敏感电极3是氧化锌光敏电极，紫外灯300设置在氧化锌光敏电极上方，加热装置400用于加热锆基固体电解质基层1
本实施例如果使用实施例二的锆基传感器，则可以不需要设置另外的加热装置400。
Claims (9)
1.一种锆基传感器，包括锆基固体电解质基层和设置在所述的锆基固体电解质基层上的参比电极和敏感电极，所述的参比电极是铂金电极，其特征在于所述的敏感电极是氧化锌光敏电极。
2.如权利要求1所述的一种锆基传感器，其特征在于所述的参比电极和所述的敏感电极分别设置在所述的锆基固体电解质基层的两侧。
3.如权利要求1所述的一种锆基传感器，其特征在于所述的参比电极和所述的敏感电极设置在所述的锆基固体电解质基层的同侧。
4.如权利要求3所述的一种锆基传感器，其特征在于所述的锆基固体电解质基层的无所述的参比电极和所述的敏感电极一侧设置有加热片。
5.如权利要求1所述的一种锆基传感器，其特征在于所述的参比电极是多孔铂金电极，所述的敏感电极是多孔氧化锌光敏电极。
6.如权利要求1所述的一种锆基传感器，其特征在于所述的锆基固体电解质基层是由0.3mm～1mm的YSZ生瓷片烧结而成的。
7.使用权利要求1所述的锆基传感器的有机挥发物检测装置，其特征在于包括锆基传感器、数据接收处理装置、紫外线照射装置和加热装置，所述的锆基传感器包括锆基固体电解质基层和设置在所述的锆基固体电解质基层上的参比电极和敏感电极，所述的参比电极是铂金电极，所述的敏感电极是氧化锌光敏电极，所述的紫外线照射装置设置在所述的氧化锌光敏电极上方，所述的加热装置用于加热锆基固体电解质基层。
8.如权利要求7所述的一种有机挥发物检测装置，其特征在于所述的紫外线照射装置是波长为365-385nm的紫外灯，所述的加热装置是加热片。
9.如权利要求7所述的一种有机挥发物检测装置，其特征在于所述的参比电极和所述的敏感电极设置在所述的锆基固体电解质基层的同侧，所述的加热装置是设置在所述的锆基固体电解质基层的无所述的参比电极和所述的敏感电极一侧的加热片。
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