專利名稱：低輸出阻抗離子選擇電極的制作方法
技術領域：
本實用新型所要提出的是一種分析溶液中離子的活度或濃度的分析工具，即離子選擇電極，特別是一種低輸出阻抗離子選擇電極，它屬于化學傳感器的技術領域。
已有技術中有許多應用離子選擇電極的專用分析儀、自動分析儀、水質分析儀及大氣組分分析儀等商品儀器。所選用的離子選擇電極，有玻璃膜電極、固體膜電極以及流動載體膜電極，還有氣敏電極和酶電極等。其結構如附

圖1所示，它們共同存在如下不足的地方。離子選擇電極中固態(tài)膜電極、流動載體膜電極內(nèi)阻從零點幾兆歐姆至幾十兆歐姆，玻璃膜電極內(nèi)阻從幾十兆至幾百兆歐姆。氣敏電極(NH3、SO2等)內(nèi)阻可達上千兆歐。因此微小的電流通過測量電池就會在內(nèi)阻上產(chǎn)生顯著的電勢降。這就要求離子選擇電極測量儀器應有足夠高的輸入阻抗(即測量時橫跨在離子計輸入端的等效電阻)及足夠小的輸入電流。根據(jù)理論計算離子選擇電極最大內(nèi)阻為500MΩ至1000MΩ，一般要求離子計的輸入阻抗應大于5×1011Ω至1×1012Ω。另外要求測量精度為1毫伏的測量儀器。輸入電流應在10－11安量級，要求精度為0.1毫伏的測量儀器，輸入電流應在10－12安量級，正是因為這樣，這就使得測量儀器必須是專用儀器；必須嚴防電磁干擾，在十分干燥的環(huán)境中不能工作(此時靜電感應可能成為重要問題)；在濕度大的環(huán)境中也不能工作(輸入端絕緣體漏電是個大問題)。從而也要求用離子選擇電極的離子計輸入端的絕緣、屏敝得十分講究、儀器的高阻輸入端及阻抗轉換級還要有局部再屏敝；高內(nèi)阻離子選擇電極的引出線須采用低噪聲屏敝電纜等等。
本實用新型提出的目的在于克服上述存在的問題。提出一種簡便、成本低、使用方便的低輸出阻抗離子選擇電極。
本實用新型給出的技術解決方案如下將一高輸入阻抗、低噪聲、低溫飄阻抗轉換電路直接接裝到離子選擇電極的尾部塑料管內(nèi)，見附圖2，該阻抗轉換器電路原理圖見附圖3所示。采用了二種電路，A單電源阻抗轉換電路，即將單一電源通過二極管(發(fā)光二極管及普通硅二極管)轉換成＋、－電源，供給阻抗轉換器，(亦可用別的電路將單電源轉變?yōu)椋?、－電?。該電源可以外接9V疊層電池(與常用數(shù)字萬用表，數(shù)字電壓表等聯(lián)用時)，也可接儀器中電源。B雙電源阻抗轉換電路，二組電源是用扭扣電池(例如SR44)裝在離子選擇電極尾部塑料管內(nèi)，供給低功耗高輸入阻抗、低噪聲、小溫飄運算放大器組成的阻抗轉換器，不管與通用數(shù)字電壓表，萬用表等組成組合式測量系統(tǒng)或與專用測量儀聯(lián)用，均不需另接電源，或接到專用測量儀器的電源。
給出的附圖2中，包括了玻璃電極、固態(tài)膜電極、流動載體膜電極，氣敏電極及酶電極，因為連接安裝方法是一樣的，因此氣敏電極及酶電極的結構圖省略了。在安裝轉換電路的尾管內(nèi)壁設有薄膜金屬屏敝層，該層可以用薄膜鋁層或粘一層金屬紙，并和儀器地端接通，這是為了防止電磁干擾；尾部外管為一塑料管作為外殼；整個阻抗轉換器電路用高絕緣環(huán)氧樹脂嚴密封裝。或者用聚四氟乙烯薄膜包裹后再用環(huán)氧樹脂封裝，使轉換電路免受外界濕度影響。阻抗轉換器輸入端接離子選擇電極內(nèi)參比電極、全固態(tài)電極則接銀絲。引出線，由于是低阻輸出，故用一般耳機線或普通細塑料線作引線。附圖3A有四根引出線二根外接電源線，另二根為輸出線和接儀器地端線。附圖3B只有三根引出線即A1輸出線、A3接地線，A2為開關線，A2A3連接在一起則電源接通，電路工作，否則斷開，不工作。
附圖1是現(xiàn)有技術中的結構示意圖(其中氣敏電極及酶電極的圖省略)。
附圖2是低輸出阻抗離子選擇電極系列圖。
附圖2(1)低輸出阻抗玻璃膜電極；附圖2(2)－A是低輸出阻抗內(nèi)充液結構固態(tài)膜電極圖；附圖2(2)－B是低輸出阻抗全固態(tài)結構固態(tài)膜電極圖；附圖2(3)是低輸出阻抗流動載體膜電極(pvC膜)圖。低輸出阻抗氣敏電極及酶電極制法一樣，故圖中未畫出。
附圖3是阻抗轉換器電路原理圖。
附圖3A是單電源阻抗轉換電路圖；附圖3B是雙電源阻抗轉換電路圖。
附圖中的1是敏感膜、2是內(nèi)充液、3是內(nèi)參比電極(對固體結構則為銀絲)，4是尾管，5是高絕緣填料、6是阻抗轉換器電路、7是屏敝層、8是輸出線、9是電源線。
試用證明，由于將阻抗轉換電路直接安裝在離子選擇電極本身結構內(nèi)，外界濕度變化無法影響到轉換電路的輸入電阻值，這就使得測量更適用于工業(yè)流程及野外現(xiàn)場測量，對使用環(huán)境的要求放寬了，可以放便地組成便攜式，現(xiàn)場測試及監(jiān)測儀器；由于大大減短了阻抗轉換器輸入端與離子電極輸出端之間的聯(lián)線長度。從而改善了讀數(shù)建立時間，由于在內(nèi)壁上加上了一層金屬膜屏敝層，這就使測量不易受到干擾；由于是低輸出阻抗，引出線只要用一般線；由于阻抗轉換電路安裝在離子選擇電極的尾管內(nèi)，所以電極可直接接到數(shù)字式萬用表或數(shù)字式電壓儀器上組成簡單的離子mv計，二次儀表輸入級不必是高阻輸入，由電極至儀器的連線可以較以前長，本電極生產(chǎn)成本低，使用簡便。
權利要求1.離子選擇電極，特別是一種低輸出阻抗離子選擇電極、其特征是阻抗轉換器是直接安放在離子選擇電極本身的結構內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的低輸出阻抗離子選擇電極，其特征是阻抗轉換器電路有A、B二種。A單電源阻抗轉換電路，將一單電源通過轉換電路轉變成＋、－電源供給阻抗轉換器；B雙電源阻抗轉換電路，將二組電源用扭扣電池(例如SR44)裝在離子選擇電極尾部塑料管內(nèi)，供阻抗轉換器。
3.根據(jù)權利要求1所述的低輸出阻抗離子選擇電極，其特征是在安裝的尾管內(nèi)壁設有薄膜金屬屏敝層。例如可以是薄膜鋁層或粘一層金屬紙，并和儀器地端接通。
4.根據(jù)權利要求1所述的低輸出阻抗離子選擇電極，其特征是阻抗轉換電路可以是組裝式、組件式電路，或單片集成電路，以及混合集成電路等。
專利摘要低輸出阻抗離子選擇電極是一種分析溶液中離子的活度或濃度的分析工具。屬于化學傳感器的技術領域。它主要是將阻抗轉器電路直接安裝在離子選擇電極本身結構內(nèi)。轉換器電路有單電源阻抗和雙電源阻抗轉換電路。結構簡單成本低、使用方便效果不受外界濕度變化的影響；可改善讀數(shù)建立時間；采用普通引出線；電極輸出端的連線可以較長；可直接接到數(shù)字式萬用表或數(shù)字電壓儀表上組成簡單離子mv計。采用曲線效正法等進行離子濃度測量。
文檔編號G01N27/30GK2033512SQ8821109
公開日1989年3月1日 申請日期1988年2月1日 優(yōu)先權日1988年2月1日
發(fā)明者謝云, 于大偉, 施祖建, 成文東 申請人:江蘇省勞動保護科研所