CN106645300A - 一种固体表面盐分含量测定传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体表面盐分含量测定传感器，其包括吸水试纸、异方性导电胶膜、电导池和绝缘疏水隔离装置，所述吸水试纸通过异方性导电胶膜粘结于电导池的电极上，所述异方性导电胶膜在垂直于吸水试纸的方向上电气导通、在平行于吸水试纸的方向上绝缘，所述电导池的电极与外部电导率测量装置电气连接，所述绝缘疏水隔离装置用于防止吸水试纸中的液体扩散至外部电导率测量装置。本发明克服了现有技术需要对待测样本进行取样检测（如对壁画进行微岩心取样后才能检测）的缺陷，不必另行取样，实现了对待测样本的固定表面的盐分含量的直接检测，不会对待测样本造成破坏。

Description

一种固体表面盐分含量测定传感器

技术领域

本发明涉及一种测量固体表面的盐分含量的传感器。

背景技术

可溶盐在壁画表面引起各种表现形式的病害而造成壁画的损毁。测定壁画表面盐分含量，对于壁画的盐害预防、脱盐效果评估、防止二次盐害发生都具重要意义。而壁画本身具有的价值要求壁画表面盐分检测方法对壁画无损。

然而，现有的壁画表面盐分检测技术均需对壁画进行微岩心取样后才能检测。取样得到的样本经过浸泡过滤等处理后，使用滴定分析法，可测得样本溶液中的离子浓度，从而确定壁画样本中的盐分含量。此法需要取样，测定过程复杂，易受人为操作影响。

光源是X射线的常用分析方法有X射线衍射，X射线荧光，能量色散X荧光，光电子能谱等方法。虽然可以得到样本的化学组成，甚至是样本中元素的价态，但是这些方法对专业设备和操作人员要求较高，经济成本高。

使用其他光源的光学分析方法包括红外吸收光谱和拉曼散射光谱，可以测定样本内的化学键，同样经济成本较高。

此外，电学分析方法有高效毛细管电泳和离子色谱法，尽管可以检出样本中的成分，取样操作都必不可少。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种固体表面盐分含量测定传感器。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明固体表面盐分含量测定传感器包括吸水试纸、异方性导电胶膜、电导池和绝缘疏水隔离装置，所述吸水试纸通过异方性导电胶膜粘结于电导池的电极上，所述异方性导电胶膜在垂直于吸水试纸的方向上电气导通、在平行于吸水试纸的方向上绝缘，所述电导池的电极与外部电导率测量装置电气连接，所述绝缘疏水隔离装置用于防止吸水试纸中的液体扩散至外部电导率测量装置。

进一步地，本发明所述绝缘疏水隔离装置设置于所述电导池的基板上。

进一步地，本发明所述吸水试纸覆盖所述电导池的电极。

进一步地，本发明所述电极通过导线与外部电导率测量装置连接。

进一步地，本发明所述电导池的每个电极通过一根所述导线与外部电导率测量装置的一个金手指连接。

进一步地，本发明所述电导池的电极为两个形状相同的圆环形电极，其中一个为外环电极，另一个为内环电极，内环电极置于外环电极内，且外环电极与内环电极的圆心重合，外环电极与内环电极的圆环面积相等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明传感器能够在不破坏待测样本的前提下，将吸水试纸与待测固体表面接触，润湿的吸水试纸溶解固体表面盐分，在试纸内部形成导电离子，根据电导率值可表征导电物质的量，通过测定吸水试纸的电导率得到待测固定表面的盐分含量。可见，相对于现有技术需要对待测样本进行取样检测（如对壁画进行微岩心取样后才能检测）的缺陷，本发明传感器不必另行取样，实现了对待测样本的固定表面的盐分含量的直接检测。

附图说明

图1是固体表面盐分含量测定传感器与外部电导率测量装置的连接示意图；

图2是图1的仰视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明固体表面盐分含量测定传感器包括吸水试纸1、异方性导电胶膜（ACF）2、电导池3和绝缘疏水隔离装置4。吸水试纸1通过异方性导电胶膜2粘结于电导池3的电极上。异方性导电胶膜2在垂直于吸水试纸1的方向上电气导通、在平行于吸水试纸1的方向上绝缘。电导池3的电极与外部电导率测量装置电气连接，使得外部电导率测量装置能够通过电导池3测量电导率。绝缘疏水隔离装置4用于防止吸水试纸1中的液体扩散至外部电导率测量装置。为使本发明传感器的结构紧凑，可将绝缘疏水隔离装置设于电导池3的基板上。绝缘疏水隔离装置4可由绝缘疏水胶黏剂固化后形成，用以防止吸水试纸1中的液体扩散流入外部电导率测量装置的电路。

作为本发明的一种实施方式，电导池3包括导线和用于测量电导率的电极，吸水试纸1覆盖所述电导池的电极，电极通过导线与外部电导率测量装置连接。每个电极可通过一根导线与外部电导率测量装置的一个金手指连接，不具有连接关系的导线、电极、金手指之间应避免电气连接而导致短路。若电导池3的基板由柔性材料制成而成为柔性电路板（FPC），则本发明传感器可用于测量待测表面为曲面的盐分含量。优选地，电导池3的基板可由双面柔性覆铜板制成。

作为本发明的优选实施方式，如图1和图2所示，电导池3的电极为两个形状相同的圆环形电极，其中一个为外环电极5，另一个为内环电极6，外环电极5和内环电极6印刷在电导池3的基板上，处于同一平面上，内环电极6置于外环电极5内，且外环电极5与内环电极6的圆心重合，外环电极5与内环电极6的圆环面积相等。吸水试纸1通过异方性导电胶膜2加压加热后粘结于外环电极5和内环电极6上。吸水试纸1的边长大于外环电极5的外直径，吸水试纸1完全覆盖外环电极5和内环电极6。圆环面积相等的两个圆环电极5、6可将电极极化效应降低，从而提高测量精度。外环电极5通过导线9与金手指7电气连接，内环电极6通过导线10与金手指8电气连接。如图1和图2所示，绝缘疏水隔离装置4位于吸水试纸1与金手指7、8之间，以避免吸水试纸1中的液体扩散至金手指7、8，流入外部电导率测量装置的电路。

使用本发明传感器时，为了测定固体表面盐分，先用一定体积的去离子水润湿本发明传感器的吸水试纸1，然后将润湿的吸水试纸1的表面与待测固体表面（如壁画的表面）充分接触，使吸水试纸1内保有的水分在此期间溶解待测固体表面的盐分，之后将吸水试纸1揭下。电导率作为介质中含有的导电物质的量的度量，在吸水试纸1内部形成导电离子是测量电导率的先决条件。外部电导率测量装置通过金手指7、8将电流馈送到两个圆环电极5、6，同时对这两个电极进行电压测量。外部电导率测量装置计算得到吸水试纸1的电导率，根据电导率测量值与吸水试纸1内部溶解的导电离子的量相关关系，得到待测固体表面的盐分含量。

本发明传感器特别适于对壁画表面或钢材表面的盐分含量的测量。

Claims (10)

1.一种固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：包括吸水试纸（1）、异方性导电胶膜（2）、电导池（3）和绝缘疏水隔离装置（4），所述吸水试纸（1）通过异方性导电胶膜（2）粘结于电导池（3）的电极上，所述异方性导电胶膜（2）在垂直于吸水试纸（1）的方向上电气导通、在平行于吸水试纸（1）的方向上绝缘，所述电导池（3）的电极与外部电导率测量装置电气连接，所述绝缘疏水隔离装置（4）用于防止吸水试纸（1）中的液体扩散至外部电导率测量装置。

2.根据权利要求1所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述绝缘疏水隔离装置设置于所述电导池（3）的基板上。

3.根据权利要求1或2所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述吸水试纸（1）覆盖所述电导池的电极。

4.根据权利要求1或2所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电极通过导线与外部电导率测量装置连接。

5.根据权利要求3所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电极通过导线与外部电导率测量装置连接。

6.根据权利要求4所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电导池的每个电极通过一根所述导线与外部电导率测量装置的一个金手指连接。

7.根据权利要求5所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电导池的每个电极通过一根所述导线与外部电导率测量装置的一个金手指连接。

8.根据权利要求1、2、5、6、或7所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电导池的电极为两个形状相同的圆环形电极，其中一个为外环电极（5），另一个为内环电极（6），内环电极（6）置于外环电极（5）内，且外环电极（5）与内环电极（6）的圆心重合，外环电极（5）与内环电极（6）的圆环面积相等。

9.根据权利要求3所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电导池的电极为两个形状相同的圆环形电极，其中一个为外环电极（5），另一个为内环电极（6），内环电极（6）置于外环电极（5）内，且外环电极（5）与内环电极（6）的圆心重合，外环电极（5）与内环电极（6）的圆环面积相等。

10.根据权利要求4所述的固体表面盐分含量测定传感器，其特征在于：所述电导池的电极为两个形状相同的圆环形电极，其中一个为外环电极（5），另一个为内环电极（6），内环电极（6）置于外环电极（5）内，且外环电极（5）与内环电极（6）的圆心重合，外环电极（5）与内环电极（6）的圆环面积相等。