氢检测器及氢检测方法技术

提供了用于感测氢气的方法及装置。例如，提供了包括将样本吸入到通道中的方法。该方法包括使样本在收集板之上经过，以除去样本中的外来气体，因此产生提纯样本。该方法还包括使提纯样本在感测板上经过，以及使用感测板测量提纯样本中的氢浓度。测量可包括加热感测板，以及使感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。此外，该方法可包括在测量之后使收集板再生。

Hydrogen detector and hydrogen detection method

A method and apparatus for sensing hydrogen gas are provided. For example, methods are provided that include inhalation of samples into a channel. The method includes passing the sample over the collecting board to remove foreign gas from the sample, thereby producing a purified sample. The method also includes performing a purification sample on the sensing plate, and measuring the hydrogen concentration in the purified sample using a sensing plate. The measurement may include a heating sensing plate and a change in the resistance of the sensing plate associated with a specific hydrogen concentration. In addition, the method may include regeneration of the collecting plate after measurement.

【技术实现步骤摘要】
氢检测器及氢检测方法
本公开大体上涉及氢检测。更具体而言，本公开涉及氢检测器和氢检测方法。
技术介绍
常规氢(H2)气传感器由于在它们的感测机制中缺乏选择性而遭受较差的灵敏度。具体而言，氢传感器易受来自一氧化碳、二氧化碳和乙炔，以及其它烃的污染，它们所有都可有助于样本中的氢气的浓度的错误估计。在测量环境中，该交叉污染可特征在于从H2基线转移。此外，除这些污染物的存在之外，传感器的感测层结构内的变化以及在测量之前出现在样本中的不同空间热梯度也有助于从H2基线转移，由此产生氢含量的不正确估计。不论单独或一起，这些问题所有都有助于引起当前氢传感器的检测限制。
技术实现思路
本文中的特征实施例有助于解决或减轻以上提到的问题以及本领域中已知的其它问题。具体而言，实施例提供了用于在测量之前除去样本中的污染物的手段。此外，实施例提供了用于在测量期间约束样本体积以便限制空间热梯度的手段。此外，实施例提供了用于在油雾存在于样本中时通过从较长的烃(即，甲烷和乙烷)的转化而防止痕量气体的进一步生成，由此允许相对于常规传感器的用于氢的较少检测限制的手段。在一个实施例中，提供了一种包括将样本吸入到通道中的方法。该方法包括使样本在收集板之上经过，以除去样本中的外来气体，由此产生提纯样本。该方法还包括使提纯样本在感测板上经过，以及使用感测板测量提纯样本中的氢浓度。测量可包括加热感测板，以及使感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。此外，该方法可包括在测量之后使收集板再生。在另一个实施例中，提供了一种装置，其包括通道、收集板和与收集板隔离的感测板。装置构造成测量吸附到感测板上的氢的浓度。此外，装置构造成使感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。在又一个实施例中，提供了一种包括构造成捕集样本中的氢的感测板的氢传感器。氢传感器还包括再生收集板，其构造成在以感测板捕集氢之前从样本捕集外来气体元素。技术方案1.一种方法，包括：将样本吸入到通道中；使所述样本在收集板之上经过，以除去所述样本中的外来气体，产生提纯样本；使所述提纯样本在感测板上经过；使用所述感测板测量所述提纯样本中的氢浓度，所述测量包括：加热所述感测板；使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联；以及在所述测量之后使所述收集板再生。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，除去所述样本中的所述外来气体包括从所述样本除去一氧化碳、二氧化碳和乙炔中的至少一种。技术方案3.根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述除去通过使所述样本在所述收集板之上经过来实现。技术方案4.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述再生包括加热所述收集板。技术方案5.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，加热所述感测板包括将所述感测板的温度升高到高于大约400摄氏度。技术方案6.根据技术方案4所述的方法，其特征在于，加热所述收集板包括将所述收集板的温度升高到高于大约200摄氏度。技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在测量所述样本中的氢浓度之前，将所述样本约束在所述通道的特定区域中。技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述收集板与所述感测板隔离。技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在使所述收集板再生的同时冷却所述感测板。技术方案10.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述再生引起一氧化碳、二氧化碳和乙炔中的至少一种从所述收集板的释放。技术方案11.一种装置，包括：感测通道；收集板；与所述收集板隔离的感测板；其中所述装置构造成(i)测量吸附到所述感测板上的氢的浓度，以及(ii)使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。技术方案12.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测通道具有大致等同于字母"T"的截面形状。技术方案13.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测板和所述收集板设置在通道的最长部分上。技术方案14.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测板和所述收集板设置在其中所述样本的体积相对于所述通道的其余部分中的所述样本的体积相对较小的区域中。技术方案15.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述收集板包括加热器。技术方案16.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测板包括加热器。技术方案17.根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述装置还构造成通过使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联来测量所述氢浓度。技术方案18.一种氢传感器，包括：感测板，其构造成捕集样本中的氢气；以及再生收集板，其构造成在以所述感测板捕集氢气之前从所述样本捕集外来气体元素。技术方案19.根据技术方案18所述的氢传感器，其特征在于，所述氢传感器还包括用于将所述样本引入至所述收集板和所述感测板的通道。技术方案20.根据技术方案19所述的氢传感器，其特征在于，所述样本约束在所述通道的特定区域中，用于测量所述样本中的氢气的浓度。各种实施例的附加特征、操作模式、优点以及其它方面在下面参照附图来描述。注意的是，本公开不限于本文中所述的特定实施例。这些实施例仅出于说明性目的提出。附加实施例，或公开实施例的改型将基于提供的教导对相关(多个)领域中的技术人员而言为容易显而易见的。附图说明说明性实施例可采用各种构件和构件布置的形式。说明性实施例在附图中示出，遍及该附图，相似的附图标记可指示各种附图中的对应或类似的部分。附图仅出于示出实施例的目的，并且不认作是限制本公开。假定附图的以下开放描述，本公开的新颖方面将对相关(多个)领域的技术人员而言变得明显。图1为根据实施例的装置的图示。图2A为根据实施例的装置的截面视图。图2B为根据实施例的图2A的装置的感测元件的截面视图。图3绘出了根据实施例的方法的流程图。具体实施方式尽管本文中针对特定应用描述了说明性实施例，但应当理解的是，本公开不限于此。本领域中且取得本文中提供的教导的技术人员将认识到其范围和本公开将具有显著效用的附加领域内的附加应用、改型和实施例。图1为根据实施例的装置100的图示。装置100可为构造用于氢检测的氢检测器或传感器。装置100可包括室105。室105包括入口101和出口103。注意的是，取决于构造，出口103可用作入口，并且入口101可用作出口。此外，装置100包括专用于引入(即，吸入)到室105中的样本的提纯和分析的部分。在图1中，该部分示为通道的室105的侧部上的凸起，并且其包括收集板109和113和感测板111。提纯和分析在图1中所示的部分的内表面中实现。在一个实施例中，收集板109和113可由固有地构造成吸收氢检测应用中典型地遇到的特定污染物的材料制成。例如，当样本为空气时，这些污染物可为一氧化碳、二氧化碳和/或乙炔。就此而言，收集板109和113可由氧化银(Ag2O)制成，其可吸收这些污染物，特别是二氧化碳。一旦污染物从样本除去，则样本提纯，并且其接着流动到感测板111上，感测板111接着可感测氢含量，而没有由样本中最初发现的外来气体的交叉污染。本领域技术人员将容易认识到在一些实施例中，收集板可不除去样本中的全部污染物。然而，在这些实施例中，在感测期间的样本中的污染物的减小许多的浓度将有助于减少氢气的检测限制。收集板113和111是再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将样本吸入到通道中；使所述样本在收集板之上经过，以除去所述样本中的外来气体，产生提纯样本；使所述提纯样本在感测板上经过；使用所述感测板测量所述提纯样本中的氢浓度，所述测量包括：加热所述感测板；使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联；以及在所述测量之后使所述收集板再生。

【技术特征摘要】
2015.09.25 US 14/8666051.一种方法，包括：将样本吸入到通道中；使所述样本在收集板之上经过，以除去所述样本中的外来气体，产生提纯样本；使所述提纯样本在感测板上经过；使用所述感测板测量所述提纯样本中的氢浓度，所述测量包括：加热所述感测板；使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联；以及在所述测量之后使所述收集板再生。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除去所述样本中的所述外来气体包括从所述样本除去一氧化碳、二氧化碳和乙炔中的至少一种。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述除去通过使所述样本在所述收集板之上经过来实现。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述再生...

【专利技术属性】
技术研发人员：G雷菲艾哈迈德，DP罗宾逊，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US