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专利名称：一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器的制作方法
技术领域：
一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，该传感器可广泛应用于电子信息技 术、科研领域及人们的生活中的新型单一气体响应的一氧化碳传感器。
背景技术：
一氧化碳检测和监测技术在人们的生活和工农业生产中是经常应用的。由于一氧 化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合，进而使血红蛋白不能与氧气结合，从而引 起机体组织出现缺氧，导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。同时，一氧化碳还是一 种易燃易爆气体。由于一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒和爆炸，在 使用中和日常生活中对其检测和监测的必要性显得尤其突出。
发明内容本实用新型提供了一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器。本实用新型利用电 极对一氧化碳的中毒现象，检测电极电压的变化从而实现传感。正常气氛时气体不含一氧 化碳(含量低于一定浓度)，电极在氢和氧的存在状态下生成一个固定电压。由于一氧化碳 的存在，电极的催化剂中毒失效，电压消失。该产品使用简单，复位迅速，体积小。而且对外 界温度和湿度的适应范围宽，是现在和未来应用广泛的电子产品。本实用新型的技术解决方案是在质子交换膜电极两侧加各以一层具有可以承载 催化剂同时又能释放气体的催化反应腔体。两端都设有可以开启的舱门，一端用于被测气 体的进入，另外一端则用于注入甲醇，乙醇或其他经过二次重整可以产生氢气的物质。甲 醇，乙醇或其他经过二次重整可以产生氢气的物质与质子交换膜电极接触后发生反应产生 电子和氢质子。若另一端进入的是氧气或含有氧气的空气等气体(不含一氧化碳或一氧化 碳浓度低于一定浓度)，则氢质子穿过质子交换膜与氧气结合产生水，电极两侧生成电压。 若与电极的两侧任何一侧或两侧同时接触含有一氧化碳的气体时，则不产生电压信号。本实用新型的有益效果为该传感器制备过程和使用过程均无污染，且对外界介 质感应单一，环境温度和湿度适应性广。本实用新型一氧化碳传感器，用以检测和监测一氧 化碳，是一种简便安全可用性高的环保产品。

图1本实用新型的整体构造图图2本实用新型的质子交换膜电极的结构图
具体实施方式
一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器的具体结构由以下的附图给出本图是一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器的剖视图图中1 封闭舱底壳 (密封)；2:封闭舱顶部密封环；3，4:质子交换膜电极电极正负极引线5:底部舱体外壳；6 经过二次重整可以产生氢气的物质的保存舱；7 外部环境感应舱；8 质子交换膜电极； 9 顶部舱体外壳；10 质子交换膜；11 催化剂；12 扩散层下面综合附图一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器进一步说明如图1中的质子交换膜电极(8)由质子交换膜，气体扩散层和催化剂组成，底部舱 体外壳( 依次与顶部船体外壳(9)相压接，质子交换膜电极电极正负极引线C3) (4)的一 端与顶部船体外壳(9)相连。在质子交换膜电极电极(8)与顶部外壳留有几个毫米的距离。 封闭舱的顶部密封环( 处有橡胶密封圈保证封闭舱的与外界隔离。经过二次重整可以产 生氢气的物质的保存舱(6)与顶部舱体外壳(9)的连接采用镶嵌式或丝筘。打开封闭舱壳 (密封)(1)，注入甲醇，乙醇或其他经过二次重整可以产生氢气的物质，甲醇，乙醇或其他 经过二次重整可以产生氢气的物质保存在经过二次重整可以产生氢气的物质的保存舱(6) 内，同时与质子交换膜电极(8)发生反应，产生电子和氢质子。当检测外部检测环境时，进 入外部环境感应舱(7)的是氧气或含有氧气的空气等气体(不含一氧化碳或一氧化碳浓度 低于一定浓度)时，氢质子经过质子交换膜电极(8)的表面的扩散层(1 与催化剂(11) 接触，释放出电子，氢质子透过电极与外部环境感应舱(7)中的氧气或含有氧气的空气等 气体(不含一氧化碳或一氧化碳浓度低于一定浓度)相触。氧气或含有氧气的空气等气体 (不含一氧化碳或一氧化碳浓度低于一定浓度)在催化剂(11)作用下与氢质子反应获取两 个电子形成水。这一过程中质子交换膜电极(8)的两侧产生电压。若进入外部环境感应舱 (7)或经过二次重整可以产生氢气的物质的保存舱(6)中的是含有一氧化碳浓度大于等于 一定浓度时，则催化剂(11)中毒失效，电压消失不产生电压。经过连接在内外壳的电极引 线向外电路提供一个感应信号以达到对一氧化碳感应的效果。由于经过二次重整可以产生 氢气的物质的保存舱(6)内的甲醇，乙醇或其他经过二次重整可以产生氢气的物质与质子 交换膜电极(8)产生的氢质子每次反应后即减少，因此，每次感应信号发出一段时间后，将 封闭舱底壳(密封)(1)打开，注入甲醇，乙醇或其他经过二次重整可以产生氢气的物质，这 一过程即简单方便的复位过程。
权利要求1.一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，包括质子交换膜电极，经过二次重整可 以产生氢气的物质的保存舱，外部环境感应舱，引线，外壳，其特征是质子交换膜电极在经 过二次重整可以产生氢气的物质的保存舱和外部环境感应舱之间。
2.根据权利要求1中的一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，其特征是质子交 换膜电极由质子交换膜，气体扩散层和催化剂组成。
3.根据权利要求1所述的一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，其特征是质子 交换膜电极的信号输出形式为电压信号。
4.根据权利要求1所述的一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，其特征是经过 二次重整可以产生氢气的物质的保存舱和外部环境感应舱都设有可以开启的舱门。
5.根据权利要求1所述的一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器，其特征是引线 的一端与传感器的顶部船体外壳相连。
专利摘要一种利用质子交换技术的一氧化碳传感器。该传感器将质子交换膜电极应用于传感器，利用一端的接口在电极上滴入甲醇或其他经过二次重整产生氢气的物质，另外一端通外部气体空间(待检测气体空间)，氧气存在时与另一侧的氢气产生质子交换过程，形成的电压信号。在一氧化碳同时存在时，电极的催化剂失效，电压信号消失，从而实现对一氧化碳的感应。在本实用新型中，采用单一感应电极，电极与引线采用机械压接的方法实行信号传输。该传感器实现了对一氧化碳的单一响应。
文档编号G01N27/60GK201917555SQ20102054242
公开日2011年8月3日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者赵志刚 申请人:南通克林派尔能源科技有限公司