專利名稱：一種高溫高壓pH化學(xué)傳感器及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)液體pH值的化學(xué)傳感器，尤其涉及一種用于原位檢測(cè)高溫高壓狀態(tài)下液體的pH值化學(xué)傳感器；本發(fā)明還涉及所述pH值化學(xué)傳感器的制作方法。
背景技術(shù)：
目前，檢測(cè)高溫高壓下液體的pH值所用的化學(xué)傳感器為固體傳感器，現(xiàn)有市場(chǎng)產(chǎn)品中的沒(méi)有在100℃以上可以工作的這一類傳感器。已有報(bào)道研究中的固體化學(xué)傳感器在200℃以上工作較困難，特別是在0-400℃、同時(shí)在40Mpa(約400大氣壓)的大的高溫高壓范圍內(nèi)中很難使用。
已有研究的化學(xué)傳感器存在的缺陷主要有以下幾個(gè)方面，首先，現(xiàn)有技術(shù)中的pH化學(xué)傳感器其電極的材料不夠穩(wěn)定，例如常使用的測(cè)量電極Cu/CuO電極或Ni/NiO2電極，由于其中的Cu和Ni都具有多種電價(jià)，尤其在高溫高壓下很不穩(wěn)定，由此會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。另外，已有報(bào)道的化學(xué)傳感器的密封結(jié)構(gòu)在高溫高壓下很容易失效，由此導(dǎo)致電極的受損或?qū)е聹y(cè)量回路短路，造成傳感器的快速失效。
目前，為了對(duì)深海(含礦熱液)資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，要對(duì)深海海底的海水進(jìn)行多種參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，為了適應(yīng)這一需求，以及其他類似的高溫高壓熱液應(yīng)用需要，要求研制一種能在高溫高壓環(huán)境下正常、準(zhǔn)確、耐久、耐腐蝕使用的pH化學(xué)傳感器。
該化學(xué)傳感器能夠安裝在實(shí)際的深海高溫高壓探測(cè)器中，也可以在實(shí)驗(yàn)室使用安裝在高壓釜中進(jìn)行高溫高壓各種化學(xué)參數(shù)的標(biāo)定和檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以在0℃至400℃、高壓至40Mpa下可使用、在高溫高壓下能夠準(zhǔn)確測(cè)量液體pH值且工作穩(wěn)定壽命長(zhǎng)的pH化學(xué)傳感器；本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供上述化學(xué)傳感器的制作方法；本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案達(dá)到的一種高溫高壓pH化學(xué)傳感器，其包括測(cè)量電極和參比電極，所述測(cè)量電極為YSZ/HgO/Hg和或Zr/ZrO2測(cè)量電極；當(dāng)測(cè)量溫度大于200℃時(shí)，使用YSZ/HgO/Hg測(cè)量電極；當(dāng)測(cè)量溫度在0-400℃時(shí)，使用Zr/ZrO2測(cè)量電極；所述參比電極為Ag/AgCl電極；所述所有電極可分為三部分，其一是一端作為探頭浸入到被測(cè)液體中的探頭部分，其二是另一端與物理導(dǎo)線相聯(lián)接的連導(dǎo)線部分，其三是不做探頭的部分和非連接導(dǎo)線部分即中間部分。
所述參比電極Ag/AgCl具有兩種結(jié)構(gòu)第一種結(jié)構(gòu)為在電極的探頭部分的Ag絲外設(shè)有AgCl膜層，在中間部分，其外設(shè)有絕緣層，所述絕緣層可以是絕緣耐溫涂料，和/或者在Ag絲外套有絕緣的聚四氟乙烯管，或熱縮的聚四氟乙烯管；在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間的密封。
所述密封結(jié)構(gòu)為在所述中間部分涂設(shè)所述絕緣耐溫涂料層外面套設(shè)一石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈，在該密封墊圈的下部套設(shè)絕緣的聚四氟乙烯管，該聚四氟乙烯管上固設(shè)金屬密封圈，在該石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈的上部套設(shè)熱縮的聚四氟乙烯管和不銹鋼套管，在所述中間部分上還設(shè)有一金屬卡套，其中間設(shè)有上粗下細(xì)的通孔，所述金屬卡套的下端抵靠在所述金屬密封圈上，所述石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈抵靠在所述金屬卡套的通孔凸肩上密封，一個(gè)密封套壓件套設(shè)在所述金屬卡套上方的不銹鋼套管外面，其插設(shè)在所述金屬卡套上部的較粗孔段中螺接。由此構(gòu)成兩級(jí)接力棒密封結(jié)構(gòu)。
第二種結(jié)構(gòu)為Ag絲置于陶瓷管(氧化鋯陶瓷管或三氧化二鋁陶瓷管或普通陶瓷管)內(nèi)，在Ag絲外是AgCl固體粉末熔成的AgCl層，在該陶瓷管的兩端封堵由水泥燒結(jié)形成的多孔層；AgCl/Ag電極絲在作為探頭的一端是封閉在陶瓷管中水泥燒結(jié)層的后面，而陶瓷管的另一端的與物理導(dǎo)線連接的Ag絲是從水泥燒結(jié)層中穿出的而在使用中用以接電路板的。這一電極是水泥-AgCl/Ag-水泥的三層結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，從所述水泥燒結(jié)層中穿出的Ag絲的非連接導(dǎo)線部分的外面設(shè)有絕緣層，所述絕緣層可以是絕緣耐溫涂料，和/或者在Ag絲外套有絕緣的聚四氟乙烯管，或熱縮的聚四氟乙烯管；在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封。
參比電極Ag/AgCl上述兩種結(jié)構(gòu)可以擇一使用。在第二種結(jié)構(gòu)中的所述絕緣層外面套設(shè)的所述密封結(jié)構(gòu)可以是石墨和聚四氟乙烯混合物之密封墊圈，優(yōu)選的是石墨和聚四氟乙烯混合物之密封墊圈與金屬墊圈相間隔地設(shè)置的結(jié)構(gòu)并通過(guò)可以與高壓釜或相應(yīng)的保護(hù)殼螺接的金屬螺紋卡套壓固。通過(guò)該密封結(jié)構(gòu)對(duì)電極與檢測(cè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置上插裝孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封。
測(cè)量電極YSZ/HgO/Hg的結(jié)構(gòu)所述YSZ/HgO/Hg電極(也稱作YSZ/HgO/Hg陶瓷探頭)包括一端封口一端敞口的含Y2O3的陶瓷管，在該陶瓷管內(nèi)的下部充填有Hg/HgO混合物，所述Hg/HgO混合物重量比范圍為(1-1.5)∶1，在所述陶瓷管中插設(shè)有一鉑金屬絲，其下端埋設(shè)在所述Hg/HgO混合物中，其上端穿出所述陶瓷管連接物理導(dǎo)線或直接作為物理導(dǎo)線使用，在陶瓷管中Hg/HgO混合物的上面填充有填充物，該填充物為不會(huì)參與電化學(xué)反應(yīng)、可加水后固結(jié)的硅酸鹽類物質(zhì)，將所述Hg/HgO混合物壓實(shí)；在鉑絲穿出陶瓷管頂部的出口上設(shè)有聚四氟乙烯的或石墨與聚四氟乙烯混合物制的墊圈密封該陶瓷管出口；在穿出所述陶瓷管的Pt金屬絲非連接導(dǎo)線部分的外面設(shè)有絕緣層，所述絕緣層可以是絕緣耐溫涂料和/或者在鉑絲外套有絕緣的聚四氟乙烯管，或聚四氟乙烯熱縮管；在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和探測(cè)器保護(hù)殼之間的密封。
在所述陶瓷管中充填的Hg/HgO混合物的填充高度可根據(jù)使用環(huán)境所需電極長(zhǎng)度而定，最好為2～3cm。
該陶瓷管為以ZrO2成分為主含9％Y2O3穩(wěn)定劑的陶瓷管。該陶瓷管通常被稱為具有三氧化二釔穩(wěn)定劑的二氧化鋯陶瓷(YSZ)。
在Hg/HgO混合物上面填充硅酸鹽類物質(zhì)的填充物可以是水泥漿，其中水泥水的比例例如可以是1∶1。該填充物更好的方案是φ2-4mmAl2O3陶瓷或普通陶瓷的3-5mm長(zhǎng)度短管與水泥漿的混合物，所述陶瓷短管和水泥漿的體積比最好為1∶1，比例大小可調(diào)整。在水泥中加入陶瓷短管可以提高填充物的強(qiáng)度和堅(jiān)實(shí)性。
所述陶瓷探頭(YSZ/HgO/Hg電極)與金屬如高壓釜的插入口孔壁或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和探測(cè)器保護(hù)殼的連接處的所述密封結(jié)構(gòu)是套設(shè)在所述陶瓷管上的石墨或石墨和聚四氟乙烯混合物制密封墊圈，優(yōu)選的是石墨密封墊圈與金屬墊圈相間隔地設(shè)置的結(jié)構(gòu)并通過(guò)可以與高壓釜或相應(yīng)的保護(hù)殼螺接的金屬螺紋卡套和壓帽壓固的擠壓密封結(jié)構(gòu)。
測(cè)量電極Zr/ZrO2的結(jié)構(gòu)所述Zr/ZrO2電極包括該金屬和該金屬上的同種金屬氧化物膜，在所述電極的非探頭部分和非連接導(dǎo)線部分上設(shè)有絕緣層和密封結(jié)構(gòu)所述Zr/ZrO2電極由Zr絲和Zr絲表面形成的ZrO2表層構(gòu)成。電極的一端在Zr絲外有ZrO2表層，作為探頭；電極的另一端是Zr絲，其與電路連接，所述Zr絲外部涂設(shè)絕緣涂料層和套聚四氟乙烯熱縮管。Zr/ZrO2電極在上述絕緣層外面設(shè)有的密封裝置是套設(shè)的密封墊圈，用于對(duì)電極與檢測(cè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置上插裝孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和探測(cè)器保護(hù)殼之間的密封。
該密封結(jié)構(gòu)是套設(shè)在所述電極上的石墨和聚四氟乙烯混合物之密封墊圈，優(yōu)選的是石墨和聚四氟乙烯混合物之密封墊圈與金屬墊圈相間隔地設(shè)置的結(jié)構(gòu)并通過(guò)可以與高壓釜或相應(yīng)的保護(hù)殼螺接的金屬螺紋卡套和壓帽壓固。
ZrO2/Zr電極與金屬導(dǎo)線的連接結(jié)構(gòu)為在該電極的接電端頭外面套設(shè)固定有易于焊接的導(dǎo)電金屬管套，當(dāng)形成電極測(cè)量電路時(shí)，將導(dǎo)線與所述導(dǎo)電金屬管套焊接連接。
上述測(cè)量電極中第二種電極以及兩種參比電極的所述密封結(jié)構(gòu)是穿設(shè)在所述陶瓷管或電極的外絕緣層外面的密封墊圈組，該密封墊圈組為多個(gè)石墨墊圈和/或石墨和聚四氟乙烯混合物制密封墊圈，或?yàn)槎鄠€(gè)石墨墊圈和/或石墨和聚四氟乙烯混合物的密封墊圈與金屬墊圈相間隔地穿設(shè)的組合墊圈結(jié)構(gòu)；該密封結(jié)構(gòu)還包括可以與高壓釜或相應(yīng)的保護(hù)殼螺接的金屬螺紋卡套和/或壓帽，其壓固在所述墊圈上面和/或卡套在該墊圈外面。
本化學(xué)傳感器還包括一個(gè)將所述測(cè)量電極和參比電極連接在一起使它們共同組成為一個(gè)化學(xué)傳感器并將所述電極放入高溫高壓熱液環(huán)境中檢測(cè)或標(biāo)定或探測(cè)之用的金屬部件，該金屬部件可以是檢測(cè)和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置中的高壓釜上的部件，也可以是探測(cè)器上的固定所述電極的相關(guān)部件，該部件上設(shè)有插孔，該插孔中設(shè)有與所述電極上的所述密封結(jié)構(gòu)相匹配的連接結(jié)構(gòu)。
所述插孔為上粗下細(xì)的階梯孔，連接結(jié)構(gòu)為設(shè)于所述較粗孔段的孔壁上的螺紋，其與所述測(cè)量電極中第二種電極以及兩種參比電極上的所述金屬螺紋卡套和/或壓帽螺接固定，在所述金屬部件的插孔和所述電極之間的環(huán)隙中還設(shè)有密封圈，使插孔和所述金屬螺紋卡套或壓帽和/或密封圈組之間密封。對(duì)于所述測(cè)量電極中的第一種電極，所述金屬密封圈抵靠在所述金屬部件的插孔密封電極與所述插孔間的環(huán)隙。
上述的高溫高壓pH化學(xué)傳感器的制備方法是A.制作Ag/AgCl電極，擇一地采用以下步驟A1.在470℃～550℃將AgCl熔融，把Ag絲浸入AgCl熔體，使Ag絲外形成AgCl涂層，然后取出；A2.將Ag絲插入其內(nèi)空腔中盛有AgCl固體粉末的氧化鋯陶瓷管內(nèi)(或Al2O3陶瓷，或普通陶瓷)，陶瓷管兩端封堵水泥，然后，將上述部件在500-550℃加熱1-3小時(shí)，使AgCl固體粉熔化，在Ag絲外形成AgCl涂層，并使在該陶瓷管的兩端裝有的水泥形成多孔燒結(jié)層；在此，銀絲在作為探頭的一端是封閉在陶瓷管中水泥燒結(jié)層的后面，而陶瓷管的另一端銀絲是從水泥燒結(jié)層中穿出而在使用中用以接電的。
B.制作YSZ/HgO/Hg電極在陶瓷管的下部2～3cm高度空腔中充填Hg/HgO混合物；鉑絲由上到下貫通；Hg/HgO混合物松軟，其上用φ2-4mm直徑的Al2O3陶瓷或普通陶瓷的短管(長(zhǎng)度3-5mm)與白色水泥漿的混合物壓在上面，做結(jié)實(shí)的充填物使用，保證內(nèi)部Hg/HgO十分結(jié)實(shí)；陶瓷管的直徑和長(zhǎng)度也可以是其它數(shù)值。
C.制作ZrO2/Zr電極選用φ1～1.2mm直徑Zr金屬絲。
如果選用表面涂有有機(jī)碳的Zr金屬絲，則不需清洗，直接放在金襯的氧化鋁坩鍋內(nèi)，在熔融NaCO3中氧化，在890-900℃反應(yīng)1-2小時(shí)，在其上形成ZrO2膜。
如果選用普通鋯絲，則在前述步驟之前增加如下清洗步驟，其清洗方法為先把Zr絲表面磨光，然后用稀鹽酸浸泡，除去表面可溶物，再清洗表面，除去表面上有機(jī)污染物和粉塵。然后干燥；ZrO2/Zr電極與線路板連接的金屬導(dǎo)線的聯(lián)接采取機(jī)械壓接的方法，即在ZrO2/Zr電極的與金屬導(dǎo)線的連接端進(jìn)行磨光處理，然后將導(dǎo)電金屬管套壓固在所述磨光的電極端頭上，導(dǎo)電金屬管與導(dǎo)線連接。
二氧化鋯中的鋯在400℃高溫40MPa高壓下具有單一的電價(jià)，非常穩(wěn)定，是制作高溫傳感器電極的優(yōu)選材料。但在現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有用它做電極的記載，其原因就在于該材料熔點(diǎn)高，極難焊接，本發(fā)明提供了上述的“機(jī)械壓接”制作方法，簡(jiǎn)單并使用方便。
本發(fā)明提供的所述化學(xué)傳感器與所述高壓釜之間使用石墨墊圈、銅墊圈或不銹鋼墊圈或石墨和聚四氟乙烯混合墊圈或金屬密封圈密封與現(xiàn)有技術(shù)相比，密封效果更好；通過(guò)改變卡套與銅墊圈或不銹鋼墊圈、石墨墊圈、石墨與聚四氟乙烯混合物墊圈或金屬密封圈的大小，以及對(duì)不同性質(zhì)的墊圈的選用，可以使本化學(xué)傳感器具有不同的外形尺寸，以適應(yīng)安裝在不同性質(zhì)和不同尺寸的高壓釜中，在穩(wěn)定的高溫高壓環(huán)境(溫度可達(dá)400℃，壓力可達(dá)40Mpa)下，對(duì)傳感器進(jìn)行檢測(cè)和標(biāo)定。同時(shí)也可以安裝在不同性質(zhì)和不同尺寸的探測(cè)器上。
本發(fā)明提供的高溫高壓pH化學(xué)傳感器可以在0℃至400℃、高壓至40MPa下可使用、能夠準(zhǔn)確測(cè)量液體的pH值，且工作穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)。本化學(xué)傳感器能夠在實(shí)驗(yàn)室中安置在高壓釜中進(jìn)行檢測(cè)標(biāo)定，也能在實(shí)際的高溫高壓環(huán)境中安裝在探測(cè)器上進(jìn)行實(shí)地高溫高壓流體的pH值的測(cè)定。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明pH化學(xué)傳感器中的參比電極Ag/AgCl(第一種結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明pH化學(xué)傳感器中的參比電極Ag/AgCl(第二種結(jié)構(gòu))的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明pH化學(xué)傳感器中的YSZ/HgO/Hg第一測(cè)量電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明pH化學(xué)傳感器中的Zr/ZrO2第二測(cè)量電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明pH化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一種用于高溫高壓下的pH化學(xué)傳感器，其包括測(cè)量電極和參比電極兩部分，測(cè)量電極為YSZ/HgO/Hg和Zr/ZrO2兩個(gè)測(cè)量電極；當(dāng)測(cè)量溫度大于200℃時(shí)，使用YSZ/HgO/Hg測(cè)量電極；當(dāng)測(cè)量溫度在0-400℃時(shí)，使用Zr/ZrO2測(cè)量電極；參比電極為Ag/AgCl電極；所述參比電極Ag/AgCl具有兩種結(jié)構(gòu)第一種結(jié)構(gòu)如圖1所示，Ag/AgCl電極由Ag絲11和下端Ag絲11外設(shè)有AgCl膜層6共同組成，其下端作為探頭使用，在不做探頭的部分和非連接導(dǎo)線部分，其外設(shè)有絕緣層，本實(shí)施例中的所述絕緣層是密封絕緣膠漆12，在該膠漆12外面設(shè)有聚四氟乙烯熱縮管13，在該熱縮管的外面套設(shè)聚四氟乙烯與石墨混合物制的密封圈14，在密封圈14上部的熱縮管外面套設(shè)不銹鋼管5′，在密封圈14下部的熱縮管外面套設(shè)聚四氟乙烯管5。在整個(gè)熱縮管外設(shè)有兩級(jí)接力棒式密封結(jié)構(gòu)，其為在聚四氟乙烯管5上固設(shè)一金屬密封圈17，在金屬密封圈17的上面的不銹鋼管5′上套設(shè)一密封螺套16，密封螺套16上設(shè)外螺紋，與高壓釜7上的插入口70的內(nèi)螺紋螺接，當(dāng)該電極插入到高壓釜7的插入孔70中時(shí)，密封圈17抵壓在插入孔上的凸肩上被擠壓，構(gòu)成接力棒式密封結(jié)構(gòu)中的第一道密封結(jié)構(gòu)。在密封螺套16上設(shè)有一中心階梯軸孔，該軸孔的上部孔徑較大，其孔內(nèi)壁上設(shè)有螺紋，下部為光孔，螺孔和光孔之間具有一個(gè)凸肩，在密封螺套16的中心階梯軸孔中容納有套設(shè)在電極外熱縮管上套設(shè)聚四氟乙烯與石墨混合物制的密封圈14，其抵壓在該凸肩上，在密封螺套16上的不銹鋼管5′上套設(shè)密封壓件15，密封壓件15上具有外螺紋部分插設(shè)在密封螺套16的中心階梯軸孔的孔徑較大孔段中，與密封螺套16上的內(nèi)螺紋相匹配。旋緊密封套壓件15，其壓縮密封圈14即可形成接力棒式密封結(jié)構(gòu)第二道密封結(jié)構(gòu)。
第二種結(jié)構(gòu)如圖2所示，作為Ag/AgCl電極的Ag絲21的下半部分套設(shè)在氧化鋯(YSZ)陶瓷管27內(nèi)，在陶瓷管27內(nèi)是AgCl固體粉末熔化形成的AgCl膜層28，在該陶瓷管的兩端封堵有多孔水泥燒結(jié)塊29和29′；在不做探頭的部分和非連接導(dǎo)線部分的銀絲的上半部分上，其外設(shè)有絕緣層聚四氟乙烯熱縮管22，在絕緣層的外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)，其是套設(shè)在熱縮管22上的密封墊圈26、兩個(gè)不銹鋼墊圈24和夾在不銹鋼墊圈24之間的密封墊圈25，在不銹鋼墊圈24上套設(shè)緊固螺套20，其下端呈內(nèi)凹形狀端面，形成密封腔，密封墊圈23置于該密封腔中，下部抵靠在不銹鋼墊圈24上，將本傳感器探頭插設(shè)在高壓釜7的插接螺孔70中，旋緊緊固螺套20，通過(guò)上述的密封墊圈23、25、26三道接力棒式的密封結(jié)構(gòu)，將電極和高壓釜之間的間隙很好地密封起來(lái)了。陶瓷管27的下端固設(shè)的水泥燒結(jié)塊29，將陶瓷管的下端封閉起來(lái)，使電極21下端探頭部分28封閉在陶瓷管27內(nèi)。水泥燒結(jié)塊29為多孔介質(zhì)，其可以使被測(cè)液體滲透進(jìn)入陶瓷管27中與傳感器的電極接觸，使本化學(xué)傳感器正常工作，其又可以對(duì)電極起到很好的保護(hù)作用，減緩電極的消耗，延長(zhǎng)其壽命。在陶瓷管27的上端口內(nèi)側(cè)對(duì)應(yīng)探頭部分28的上端處也固設(shè)有一水泥燒結(jié)塊29′，該水泥燒結(jié)塊29′將陶瓷管27的上端封閉起來(lái)，其將電極和高壓釜釜壁有效隔離開(kāi)，可以防止電極溶蝕可能造成的短路，進(jìn)一步提高本傳感器的使用壽命。
在本實(shí)施例中，通過(guò)水泥燒結(jié)塊29′上的密封墊圈26、兩個(gè)不銹鋼墊圈24之間的密封墊圈25以及不銹鋼墊圈24和緊固螺套20之間的密封墊圈23的三道接力棒式的密封結(jié)構(gòu)，將Ag/AgCl和插入孔之間的間隙可靠地密封起來(lái)，其中在陶瓷管上端設(shè)有水泥燒結(jié)塊，在燒結(jié)塊上設(shè)密封墊圈26，這樣，比在陶瓷管上直接放置密封墊圈的密封效果要好。而在兩個(gè)不銹鋼墊圈之間設(shè)置密封墊圈的卡套密封結(jié)構(gòu)，可以避免密封墊圈的位移等問(wèn)題，確?？煽棵芊?。而最上面的密封墊圈23在緊固螺套20上的密封腔中被限位，作為最后一級(jí)密封，其密封性能也是非?？煽康?。因此，本密封裝置可以在高溫高壓化學(xué)介質(zhì)的溶液環(huán)境中良好密封。
上述兩種結(jié)構(gòu)的參比電極Ag/AgCl的上端的銀絲部分在使用時(shí)與物理導(dǎo)線連接繼而再連接電路板。制作參比電極選用銀絲的粗細(xì)，不影響電極測(cè)量。選0.5～1mm直徑銀絲較為牢固。
上述參比電極Ag/AgCl的制作方法如下上述第一種結(jié)構(gòu)的參比電極Ag/AgCl用以下步驟制作在470℃～550℃(如470℃或550℃或500℃)將AgCl熔融，把Ag絲的下部探頭部分浸入AgCl熔體中，使得在Ag絲上形成AgCl涂層，該操作過(guò)程所需的時(shí)間是根據(jù)具體的操作環(huán)境溫度和熔體的溫度不同而定，通?？梢栽?-15秒，直至其表面形成氯化銀涂層為止。通過(guò)常規(guī)方法將所述絕緣層固定在電極的上半部分，銀絲的上端頭伸出絕緣層用于連接導(dǎo)線形成回路。
具體過(guò)程為1、銀絲的處理
Ag絲由超細(xì)石英細(xì)砂布，磨光。除去表面污染或氧化物，用稀鹽酸清洗，再用蒸餾水沖洗。然后浸在丙酮液體內(nèi)用超聲波清洗機(jī)清洗半小時(shí)以上，洗清表面吸咐的粉塵和有機(jī)物。再用正己烷液體用超聲波清洗機(jī)清洗半小時(shí)以上。最后，取出自動(dòng)風(fēng)干，或80℃烘干。
2、在銀絲上制AgCl層取化學(xué)純AgCl粉未，在陶瓷坩鍋中加熱470℃～550℃，在基本缺氧下使其熔化，然后將經(jīng)步驟1處理的Ag絲浸入AgCl熔體內(nèi)，待其上形成AgCl外殼后取出。
3、Ag/AgCl電極密封結(jié)構(gòu)的制作在1mm直徑的Ag絲涂上絕緣涂料(聚乙酰二胺)，然后外套聚四氟乙烯的熱縮管。再外設(shè)所述密封裝置。用聚四氟乙烯套管，使用“接力棒式”兩次密封。如圖1所示。用銅(或不銹鋼)卡套17安裝在聚四氟管13上作為第一級(jí)密封。第二級(jí)密封是這個(gè)聚四氟乙烯管13的上部為不銹鋼管5′，在兩種不同材料φ3mm管之間為一個(gè)“接力棒式”接口密封部件14，其上部外設(shè)的熱縮管13外再套不銹鋼管，其下部外設(shè)的熱縮管13外再套聚四氟管5。再加上不銹鋼卡套15、16密封。這種密封結(jié)構(gòu)可保證耐250℃和40MPa高壓。
上述第二種結(jié)構(gòu)的參比電極Ag/AgCl用以下步驟制作1銀絲的處理其處理方法同上一種結(jié)構(gòu)的Ag/AgCl電極銀絲處理方法相同。
2、在銀絲上制AgCl層Ag絲的下半部分插入其中盛有AgCI固體粉末的在氧化鋯陶瓷管(YSZ)內(nèi)(或Al2O3陶瓷，或普通陶瓷)，在陶瓷管的兩端封堵水泥，在缺氧下加熱使AgCI固體粉熔化在Ag絲外形成涂層且水泥燒結(jié)成多孔水泥塊。
這種方法制作的AgCl/Ag電極形成含開(kāi)口陶瓷管的水泥-AgCI/Ag-水泥三層結(jié)構(gòu)，可以耐久使用。
3、Ag/AgCl電極密封結(jié)構(gòu)的制作在1mm直徑的Ag絲涂上絕緣涂料(聚乙酰二胺)，然后外套聚四氟乙烯的熱縮管。再外設(shè)所述密封裝置。采用聚四氟乙烯和石墨混制的密封墊圈15、16。
在制作好的具有陶瓷管的水泥-AgCl/Ag-水泥三層結(jié)構(gòu)的Ag/AgCl電極的上端的絕緣層的外面依次加設(shè)聚四氟乙烯和石墨混制密封墊圈26、不銹鋼墊圈24、聚四氟乙烯和石墨混制密封墊圈25、不銹鋼墊圈24和聚四氟乙烯和石墨混制密封墊圈23，在密封墊圈23上，在電極的熱縮管外套設(shè)不銹鋼管；在不銹鋼墊圈24上套設(shè)其下端呈內(nèi)凹形狀端面形成密封腔的緊固螺套20，聚四氟乙烯和石墨混制密封墊圈23置于該密封腔中，下部抵靠在不銹鋼墊圈24上，將這樣制作好的AgCl/Ag傳感器探頭插設(shè)在高壓釜7的插接螺孔中，旋緊緊固螺套20，通過(guò)上述的密封墊圈23、25、26形成三道接力棒式的密封結(jié)構(gòu)。這種方法制成的密封結(jié)構(gòu)可耐400℃40MPa高溫高壓。
在400℃/40MPa使用耐400℃涂料和人造石墨的材料墊圈方式密封。連接是用石墨墊圈或含石墨聚四氟乙烯的混合材料墊圈和不銹鋼墊圈結(jié)合進(jìn)行密封。放在M20×1.5，M10×1，M8×1的金屬接口內(nèi)。
所述聚四氟乙烯和石墨混制密封墊圈的材料為是可以在市場(chǎng)上購(gòu)買到的普通材料。
第一測(cè)量電極如圖3所示，所述YSZ/HgO/Hg電極(也稱作YSZ/HgO/Hg陶瓷探頭)包括一端封口一端敞口的含Y2O3的陶瓷管，陶瓷管39，在陶瓷管39的下部充填有Hg/HgO混合物38，Hg/HgO混合物重量比范圍為1.2∶1，在陶瓷管39中插設(shè)有一鉑金屬絲31，其下端埋設(shè)在Hg/HgO混合物38中，其上端穿出陶瓷管39連接物理導(dǎo)線(圖中未示出)或直接作為物理導(dǎo)線使用，在陶瓷管39中Hg/HgO混合物38的上面填充有填充物30，該填充物30為φ3mmAl2O3陶瓷或普通陶瓷的短管與白色水泥漿的混合物，將Hg/HgO混合物38壓實(shí)；在鉑絲31穿出陶瓷管39頂部的出口上設(shè)有聚四氟乙烯或石墨和聚四氟乙烯混合物制的墊圈33密封；在穿出陶瓷管39的Pt絲31非連接導(dǎo)線部分的外面設(shè)有絕緣層，其是絕緣耐溫涂料層和其外套設(shè)的絕緣的聚四氟乙烯熱縮管；在絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間的密封。該密封結(jié)構(gòu)由絕緣密封的石墨墊圈或石墨和聚四氟乙烯混合物制墊圈、不銹鋼墊圈和不銹鋼卡套構(gòu)成的擠壓密封結(jié)構(gòu)組成的。具體地，該密封結(jié)構(gòu)包括依次套設(shè)在陶瓷管39上的不銹鋼墊圈34、石墨墊圈35和不銹鋼墊圈34，還包括一個(gè)不銹鋼卡套36和一個(gè)不銹鋼螺帽36’，卡套36中間具有一個(gè)上粗下細(xì)的通孔，陶瓷管39插設(shè)在下面較細(xì)的通孔中，套在陶瓷管上的密封元件不銹鋼墊圈34、石墨墊圈35和不銹鋼墊圈34抵在卡套36內(nèi)上粗下細(xì)通孔的凸肩上，螺帽36’的下部中間設(shè)有一個(gè)內(nèi)凹腔，螺帽36’的下部螺紋與卡套36上部較粗孔內(nèi)壁上的螺紋匹配，螺帽下端外凸端面擠壓套設(shè)在陶瓷管39上的石墨墊圈，螺帽中間內(nèi)凹端面擠壓設(shè)在陶瓷管出口上的聚四氟乙烯的墊圈33。將該帶有上述密封裝置的陶瓷管插設(shè)在高壓釜的階梯穿孔中，在穿孔凸肩上設(shè)環(huán)槽，其內(nèi)設(shè)石墨墊圈37，卡套的下端面形狀與高壓釜的階梯通孔形狀匹配，該下端面抵壓該石墨墊圈37，通過(guò)石墨墊圈37、不銹鋼墊圈34、石墨墊圈35和不銹鋼墊圈34以及聚四氟乙烯的墊圈33構(gòu)成了三級(jí)擠壓密封結(jié)構(gòu)。
該陶瓷管最好是ZrO2成分為主含9％Y2O3穩(wěn)定劑的陶瓷管。被稱為三氧化釔穩(wěn)定劑的二氧化鋯陶瓷(YSZ)。
在Hg/HgO混合物上面填充的填充物可以是水泥漿，其中水泥水的比例例如1∶1更好的方案是所述陶瓷管和水泥漿的體積比最好為1∶1。在水泥中加入陶瓷短管構(gòu)成的填充物可以提高填充物的強(qiáng)度和堅(jiān)實(shí)性。
陶瓷探頭(YSZ/HgO/Hg電極)的陶瓷管外徑6.3mm。由石墨圈或石墨和聚四氟乙烯混合物制墊圈和不銹鋼圈組成密封圈組套在陶瓷管外。陶瓷管的項(xiàng)處的聚四氟乙烯或石墨和聚四氟乙烯混合物制的軟圈墊圈內(nèi)孔徑φ1至φ3mm。
第一測(cè)量電極YSZ/HgO/Hg的制作方法是在陶瓷管的下部2～3cm高度空腔中充填Hg/HgO混合物，鉑絲插入陶瓷管中，下端埋入Hg/HgO混合物，鉑絲由上到下貫通，上端露在陶瓷管外；Hg/HgO混合物松軟，在其上填充φ3mm直徑的Al2O3陶瓷或普通陶瓷的短管(5mm)與白色水泥漿混合物，該混合物壓在Hg/HgO混合物上面固化混凝，作為結(jié)實(shí)的充填物，保證內(nèi)部Hg/HgO十分結(jié)實(shí)；第二測(cè)量電極如圖4所示，Zr/ZrO2電極由Zr絲47和Zr絲表面形成的ZrO2表層41構(gòu)成。Zr絲外有ZrO2表層41的一端作為探頭；電極Zr絲47的另一端與電路連接，Zr絲47外部涂設(shè)絕緣涂料層和套聚四氟乙烯熱縮管44。在熱縮管44外再加套不銹鋼管49。Zr/ZrO2電極在上述絕緣層或熱縮管外面設(shè)有的密封裝置是套設(shè)的密封墊圈，其是在套聚四氟乙烯熱縮管44外從下到上依次間隔套設(shè)石墨與聚四氟乙烯混合物制墊圈42和不銹鋼墊圈43，在上層的不銹鋼墊圈上套設(shè)金屬螺帽46，當(dāng)將本電極插設(shè)在高壓釜45的上粗下細(xì)階梯插孔451中時(shí)，下層不銹鋼墊圈抵靠在插孔凸肩上，最下面的密封墊圈42’在凸肩下面的較細(xì)插孔451中設(shè)置，螺帽46上的螺紋與插孔上螺紋匹配，下端的不銹鋼墊圈43支撐在插孔的凸肩上固定，旋緊金屬螺帽46，即可壓縮墊圈43和墊圈42，使之將電極和插孔之間的間隙牢固密封。ZrO2/Zr電極與金屬導(dǎo)線的連接結(jié)構(gòu)為在該電極的接電端頭外面套設(shè)固定有易于焊接的導(dǎo)電金屬殼48，當(dāng)形成電極測(cè)量電路時(shí)，將導(dǎo)線與所述導(dǎo)電金屬殼焊接連接。
第二測(cè)量電極Zr/ZrO2的制作方法如下1、處理Zr金屬絲選用φ1～1.2mm直徑Zr金屬絲。用粗細(xì)砂紙(剛玉粉末)把Zr絲表面磨光，再用石英砂布，打光Zr絲表面，然后用稀鹽酸浸泡，除去表面可溶物，用蒸餾水清洗后，置于丙酮中用超聲波清洗器清洗表面半小時(shí)，除去表面上有機(jī)污染物和粉塵。然后用正己烷清洗，仍在超聲波清洗器內(nèi)清洗半小時(shí)，取出后用蒸餾水清凈，再風(fēng)干或者80℃烘干。
若選用有有機(jī)碳涂層的Zr金屬絲，可以不進(jìn)行上述表面處理。
2、在Zr金屬絲上生成ZrO2薄膜將處理后的或具有有機(jī)碳涂層的鋯金屬絲放在金襯的氧化鋁坩鍋內(nèi)，用熔融NaCO3氧化，在890-900℃反應(yīng)1.5小時(shí)。
在NaCO3熔體內(nèi)形成ZrO2薄膜操作過(guò)程中，加熱溫度和穩(wěn)定高溫的時(shí)間是關(guān)鍵。
Zr/ZrO2電極的另一端Zr金屬絲涂絕緣涂料，聚四氟乙烯熱縮管的密封是采用墊圈密封，而不采用焊接方法。ZrO2/Zr電極與線路的金屬導(dǎo)線的聯(lián)接采取機(jī)械壓接的方法，即在ZrO2/Zr電極的與金屬導(dǎo)線的連接端進(jìn)行磨光處理，然后將導(dǎo)電金屬套48壓固在所述磨光的電極端頭上，導(dǎo)電金屬管與導(dǎo)線連接。
第二測(cè)量電極使用Zr/ZrO2?？稍诖蟮臏囟确秶鷥?nèi)使用。
如圖5所示，當(dāng)本化學(xué)傳感器測(cè)量電極A和參比電極B設(shè)置在實(shí)驗(yàn)室中的檢測(cè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置中的高壓釜C上的兩個(gè)插孔C1和C2時(shí)，所述pH化學(xué)傳感器與所述高壓釜之間通過(guò)設(shè)置在電極上的所述的石墨墊圈或銅墊圈或不銹鋼墊圈或石墨和聚四氟乙烯混合物制墊圈或金屬密封圈實(shí)現(xiàn)電極上的陶瓷管或電極的外絕緣層與高壓釜插孔C1和C2金屬壁之間的密封。
在實(shí)際探測(cè)器中，上述密封結(jié)構(gòu)同樣適用于與探測(cè)器上的插孔的金屬壁之間的密封。
權(quán)利要求
1.一種高溫高壓pH化學(xué)傳感器，其包括測(cè)量電極和參比電極，所述測(cè)量電極為YSZ/HgO/Hg和或Zr/ZrO2測(cè)量電極；當(dāng)溫度大于200℃時(shí)，使用YSZ/HgO/Hg測(cè)量電極；當(dāng)溫度在0-400℃時(shí)，使用Zr/ZrO2測(cè)量電極；所述參比電極為Ag/AgCl電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)傳感器，其特征在于所述參比電極Ag/AgCl的第一種結(jié)構(gòu)為在電極的探頭部分的Ag絲外設(shè)有AgCl膜層，在中間部分，其外設(shè)有絕緣層，所述絕緣層可以是絕緣耐溫涂料，和/或者在Ag絲外套有絕緣的聚四氟乙烯管，或熱縮的聚四氟乙烯管；在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封的密封；或第二種結(jié)構(gòu)為Ag絲置于氧化鋯陶瓷管或三氧化二鋁陶瓷管或普通陶瓷管內(nèi)，在Ag絲外是AgCl固體粉末熔成的AgCl層，在該陶瓷管的兩端封堵由水泥燒結(jié)形成的多孔層；AgCl/Ag電極絲在作為探頭的一端是封閉在陶瓷管中水泥燒結(jié)層的后面，而陶瓷管的另一端的與物理導(dǎo)線連接的Ag絲是從水泥燒結(jié)層中穿出的而在使用中用以接電路板的；這一電極是水泥-AgCl/Ag-水泥的三層結(jié)構(gòu)；從所述水泥燒結(jié)層中穿出的Ag絲的非連接導(dǎo)線部分的外面設(shè)有絕緣層，在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封。所述YSZ/HgO/Hg測(cè)量電極包括陶瓷管，在該陶瓷管內(nèi)的下部充填有Hg/HgO混合物，所述Hg/HgO混合物重量比范圍為1--1.5∶1，在所述陶瓷管中插設(shè)有一鉑Pt金屬絲，其下端埋設(shè)在所述Hg/HgO混合物中，其上端穿出所述陶瓷管連接物理導(dǎo)線或直接作為物理導(dǎo)線使用，在陶瓷管中Hg/HgO混合物的上面填充有填充物，該填充物為不會(huì)參與電化學(xué)反應(yīng)、加水后可固結(jié)的硅酸鹽類物質(zhì)，將所述Hg/HgO混合物壓實(shí)；在鉑絲穿出陶瓷管頂部的出口上設(shè)有聚四氟乙烯的或石墨與聚四氟乙烯混合物制的墊圈密封該陶瓷管出口；在穿出所述陶瓷管的Pt金屬絲非連接導(dǎo)線部分的外面設(shè)有絕緣層；在所述絕緣層外面設(shè)有密封結(jié)構(gòu)用于傳感器電極與高壓釜插孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封；和/或所述Zr/ZrO2電極包括該金屬和該金屬上的同種金屬氧化物膜，在所述電極的非探頭部分和非連接導(dǎo)線部分上設(shè)有絕緣層和密封結(jié)構(gòu)所述Zr/ZrO2電極由Zr絲和Zr絲表面形成的ZrO2表層構(gòu)成，電極的一端在Zr絲外有ZrO2表層，作為探頭；電極的另一端是Zr絲，其與電路連接，所述Zr絲外部涂設(shè)絕緣涂料層和套聚四氟乙烯熱縮管，Zr/ZrO2電極在上述絕緣層外面設(shè)有的密封裝置是套設(shè)的密封墊圈，用于對(duì)電極與檢測(cè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置上高壓釜插裝孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和探測(cè)器保護(hù)殼之間的密封；ZrO2/Zr電極與金屬導(dǎo)線的連接結(jié)構(gòu)為在該電極的接電端頭外面套設(shè)固定有易于焊接的導(dǎo)電金屬管套，當(dāng)形成電極測(cè)量電路時(shí)，將導(dǎo)線與所述導(dǎo)電金屬管套焊接連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)傳感器，其特征在于所述參比電極Ag/AgCl的第一種結(jié)構(gòu)中所述密封結(jié)構(gòu)為在所述中間部分涂設(shè)所述絕緣耐溫涂料層外面套設(shè)一石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈，在該密封墊圈的下部套設(shè)絕緣的聚四氟乙烯管，該聚四氟乙烯管上固設(shè)金屬密封圈，在該石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈的上部套設(shè)的聚四氟乙烯熱縮管和不銹鋼套管，在所述中間部分上還設(shè)有一金屬卡套，其中間設(shè)有上粗下細(xì)的通孔，所述金屬卡套的下端抵靠在所述金屬密封圈上，所述石墨與聚四氟乙烯混合物制密封墊圈抵靠在所述金屬卡套的通孔凸肩上密封，一個(gè)密封套壓件套設(shè)在所述金屬卡套上方的不銹鋼套管外面，其插設(shè)在所述金屬卡套上部的較粗孔段中螺接，由此構(gòu)成兩級(jí)接力棒密封結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)傳感器，其特征在于所述參比電極Ag/AgCl的第二種結(jié)構(gòu)以及所述參比電極的所述密封結(jié)構(gòu)為穿設(shè)在所述陶瓷管或電極的外絕緣層外面的密封墊圈組，該密封墊圈組為多個(gè)石墨墊圈和/或石墨和聚四氟乙烯混合物制密封墊圈，或?yàn)槎鄠€(gè)石墨墊圈和/或石墨和聚四氟乙烯混合物的密封墊圈與金屬墊圈相間隔地穿設(shè)的組合墊圈結(jié)構(gòu)；該密封結(jié)構(gòu)還包括可以與高壓釜或相應(yīng)的保護(hù)殼螺接的金屬螺紋卡套和/或壓帽，其壓固在所述墊圈上面和/或卡套在該墊圈外面；通過(guò)該密封結(jié)構(gòu)對(duì)電極與檢測(cè)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置上插裝孔之間或?qū)嵉靥綔y(cè)中傳感器和保護(hù)殼之間的密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)傳感器，其特征在于在所述測(cè)量電極YSZ/HgO/Hg的在所述陶瓷管中充填的Hg/HgO混合物的填充高度為2～3cm；在Hg/HgO混合物上面填充硅酸鹽類物質(zhì)的填充物是水泥漿，其中水泥水的比例是1∶1；或該填充物是φ2-4mmAl2O3陶瓷或普通陶瓷的長(zhǎng)度為3-5mm短管與白色水泥漿的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)傳感器，其特征在于所述絕緣層是絕緣耐溫涂料，和/或者外套的絕緣聚四氟乙烯管或熱縮的聚四氟乙烯管。
7.一種高溫高壓pH化學(xué)傳感器的制備方法其包括A.制作Ag/AgCl電極，擇一地采用以下步驟A1.在470℃～550℃將AgCl熔融，把Ag絲浸入AgCl熔體，使Ag絲外形成AgCl涂層，然后取出；A2.將Ag絲插入其內(nèi)空腔中盛有AgCl固體粉末的氧化鋯陶瓷管內(nèi)或Al2O3陶瓷，或普通陶瓷，陶瓷管兩端封堵水泥，然后，將上述部件在500-550℃加熱1-3小時(shí)，使AgCl固體粉熔化，在Ag絲外形成AgCl涂層，并使在該陶瓷管的兩端裝有的水泥形成多孔燒結(jié)層；在此，銀絲在作為探頭的一端是封閉在陶瓷管中水泥燒結(jié)層的后面，而陶瓷管的另一端銀絲是從水泥燒結(jié)層中穿出而在使用中用以接電的；或B、測(cè)量電極的制備方法其包括制作測(cè)量電極YSZ/HgO/Hg在陶瓷管的下部2～3cm高度空腔中充填Hg/HgO混合物；將鉑絲由上到下貫通；Hg/HgO混合物松軟，其上用φ2-4mm直徑的Al2O3陶瓷或普通陶瓷管，其長(zhǎng)度為3-5mm，與白色水泥漿的混合物壓在上面，做結(jié)實(shí)的充填物使用，保證內(nèi)部Hg/HgO十分結(jié)實(shí)；和/或制作測(cè)量電極ZrO2/Zr選用Zr金屬絲，如果選用表面涂有有機(jī)碳的Zr金屬絲，則不需清洗，直接放在金襯的氧化鋁坩鍋內(nèi)，在熔融NaCO3中氧化，在890-900℃反應(yīng)1-2小時(shí)，在其上形成ZrO2膜；如果選用普通鋯絲，則在前述步驟之前增加如下清洗步驟，其清洗方法為先把Zr絲表面磨光，然后用稀鹽酸浸泡，除去表面可溶物，再清洗表面，除去表面上有機(jī)污染物和粉塵。然后干燥；ZrO2/Zr電極與線路板連接的金屬導(dǎo)線的聯(lián)接采取機(jī)械壓接的方法，即在ZrO2/Zr電極的與金屬導(dǎo)線的連接端進(jìn)行磨光處理，然后將導(dǎo)電金屬管套壓固在所述磨光的電極端頭上，導(dǎo)電金屬管與導(dǎo)線連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高溫高壓pH化學(xué)傳感器的制備方法，其特征在于測(cè)量電極ZrO2/Zr的制備方法中，選用普通鋯絲的清洗選用φ1～1.2mm直徑Zr金屬絲，用剛玉粉末粗砂紙把Zr絲表面磨光，再用石英砂布，打光Zr絲表面，然后用稀鹽酸浸泡，除去表面可溶物，用蒸餾水清洗后，置于丙酮中用超聲波清洗器清洗表面，半小時(shí)，除去表面上有機(jī)污染物和粉塵；然后用正己烷清洗，仍在超聲波清洗器內(nèi)半小時(shí)清洗，取出后用蒸餾水清凈，再風(fēng)干或者80℃烘干。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的化學(xué)傳感器，其特征在于還包括一個(gè)將所述測(cè)量電極和參比電極連接在一起使它們共同組成為一個(gè)化學(xué)傳感器并將所述電極放入高溫高壓熱液環(huán)境中檢測(cè)或標(biāo)定或探測(cè)之用的金屬部件，該金屬部件是檢測(cè)和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)裝置中的高壓釜上的部件，或是探測(cè)器上的固定所述電極的相關(guān)部件，該部件上設(shè)有插孔，該插孔中設(shè)有與所述電極上的所述密封結(jié)構(gòu)相匹配的連接結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學(xué)傳感器，其特征在于所述插孔為上粗下細(xì)的階梯孔，連接結(jié)構(gòu)為設(shè)于所述較粗孔段的孔壁上的螺紋，其與所述電極上的所述金屬螺紋卡套和/或壓帽螺接固定，在所述插孔和所述電極之間的環(huán)隙中還設(shè)有密封圈，使插孔和所述金屬螺紋卡套或壓帽和/或密封圈組之間密封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫高壓pH化學(xué)傳感器，包括測(cè)量電極和參比電極，所述測(cè)量電極為YSZ/HgO /Hg和或Zr/ZrO
文檔編號(hào)G01N27/406GK1710416SQ20051001131
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者張榮華, 胡書敏, 張雪彤 申請(qǐng)人:張榮華, 胡書敏