本发明涉及传感器,具体为一种无盐桥式酸碱度ph传感器。
背景技术:
1、ph传感器是用于测量溶液酸碱度的重要工具,广泛应用于化学、环境监测、食品工业等领域。其基本工作原理是利用电极对溶液中氢离子浓度的响应,生成与ph值成比例的电信号。
2、在大多数情况下,复合ph电极中,参考电位来自进入外参比溶液的ag/agc l,通过玻璃外壳上嵌入的氧化锆盐桥与测试溶液进行离子交换。通常情况下,该多孔盐桥允许离子从参考电池流向测试溶液,反之亦然。由于氧化锆盐桥易于堵塞,后又使用了多孔四氟盐桥ptfe来解决浆料或污水处理过程中易于络合堵塞的缺点,然而在该系统中,ptfe不耐压的特性,使得该电极在诸多工况中无法正常使用。以上这些参比系统都各具利弊,但共同的一个问题是,如果多孔结构的孔隙太小导致外参比氯化钾的流速太低,会引起零电位的漂移,但如果孔径过大,外流的氯化钾会引起待测溶液的污染并且易于堵塞,导致电极使用寿命大幅缩短。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足,本发明提供了一种无盐桥式酸碱度ph传感器,解决了盐桥堵塞的基本问题,并且解决了用ptfe盐桥无法耐压的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的本发明提供如下技术方案:一种无盐桥式酸碱度ph传感器,包括固态盐桥外壳,所述固态盐桥外壳采用中空设置,所述固态盐桥外壳的中空内固定有内芯玻璃管,所述内芯玻璃管的底端安装有敏感球膜,所述固态盐桥外壳的内部设置有外电极,所述内芯玻璃管的内部设置有内电极。
5、优选的,所述固态盐桥外壳的内部填充有凝胶溶液,且凝胶溶液为氯化钾溶液。
6、优选的,所述内芯玻璃管的内部填充有缓冲溶液,且缓冲溶液的ph为7.0。
7、优选的,所述内电极和外电极为ag/agc l。
8、优选的,一种无盐桥式酸碱度ph传感器的制备工艺,包括以下步骤:
9、s1.将pom与导电材料按照一定比例混合,确保均匀分散;
10、s2.使用注塑机加热混合材料至熔融状态,之后注塑成宽度13mm、长度10m的棒料;
11、s3.将注塑后的棒料切割成128mm的长度,并在数控机床上加工出中间孔径为7mm的外壳,底部加工两个宽度为1mm的凹槽,得到固态盐桥外壳;
12、s4.将内芯玻璃管安装至7mm的中间孔内,之后将敏感球膜吹进宽度4.7mm的玻璃管下方,之后在敏感球膜上方套入两个o型圈,并将其与固态盐桥外壳组装在一起,确保o型圈正确卡入凹槽中即可;
13、s5.将内电极放入内芯玻璃管内,之后再向内芯玻璃管内加入ph7.0的缓冲溶液,可根据需求进行温度补偿安装和封接;
14、s6.将外电极放入固态盐桥外壳内,并在固态盐桥外壳内注入氯化钾凝胶溶液,确保电极性能稳定,最终制得无盐桥酸碱度ph传感器。
15、优选的,所述s1中的导电材料选自碳黑、聚吡咯、聚苯胺、银粉和铜粉中的任意一种,且pom与导电材料的比例为8:2。
16、(三)有益效果
17、本发明提供了一种无盐桥式酸碱度ph传感器。具备以下有益效果:
18、1、本发明提出了一种不需要盐桥的外壳,即固态盐桥外壳,该外壳具有离子导电性,可以在氯化钾凝胶溶液和待测溶液不直接接触的情况下,使得ph电极测量的电回路导通,并且该外壳还能降低污染堵塞盐桥的概率,延长ph电极的寿命;故而,本申请解决盐桥堵塞的基本问题,并且解决了用ptfe盐桥无法耐压的问题,特别适合用于脱硫脱硝等严峻工况以及适合在发酵罐中等高压力高温的环境。
19、2、本发明通过pom材质可在-40℃到104℃的温度范围内长期使用,并且pom中添加导电材料可以显著提高其导电性能,这些材料能够形成导电网络,促进电子的传导,从而增加pom的电导率。
1.一种无盐桥式酸碱度ph传感器,包括固态盐桥外壳(1),其特征在于:所述固态盐桥外壳(1)采用中空设置,所述固态盐桥外壳(1)的中空内固定有内芯玻璃管(7),所述内芯玻璃管(7)的底端安装有敏感球膜(3),所述固态盐桥外壳(1)的内部设置有外电极(5),所述内芯玻璃管(7)的内部设置有内电极(4)。
2.根据权利要求1所述的一种无盐桥式酸碱度ph传感器,其特征在于:所述固态盐桥外壳(1)的内部填充有凝胶溶液(2),且凝胶溶液(2)为氯化钾溶液。
3.根据权利要求1所述的一种无盐桥式酸碱度ph传感器,其特征在于:所述内芯玻璃管(7)的内部填充有缓冲溶液(6),且缓冲溶液(6)的ph为7.0。
4.根据权利要求1所述的一种无盐桥式酸碱度ph传感器,其特征在于:所述内电极(4)和外电极(5)为ag/agcl。
5.一种无盐桥式酸碱度ph传感器的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种无盐桥式酸碱度ph传感器,其特征在于:所述s1中的导电材料选自碳黑、聚吡咯、聚苯胺、银粉和铜粉中的任意一种,且pom与导电材料的比例为8:2。
