氢气传感器制造技术

技术编号:2575484 阅读:268 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提供一种氢气传感器,该传感器的检测功能受外部空间的影响少,或者传感器对外部空间的影响小。该氢气传感器(10)具有第1电极(12)和第2电极(14),以及与该两电极接触的电解质(16),上述第1电极和上述第2电极由对氢气的化学势彼此不同的材料形成,即,上述第1电极含上述化学势相对较高的材料,上述第2电极含上述化学势相对较低的材料。该氢气传感器基于该两电极间产生的电动势检测上述氢气,其特征在于,至少上述电解质与上述第1电极的接合部以及上述电解质与上述第2电极的接合部由具有氢选择透过性的外部覆盖层(20)覆盖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氢气传感器絲领域本专利技术涉^it于泄漏到大气中的氢气的检测或IU!ML的检测、泄漏到氩以 外的气体管道中的氬气的检测的氩气传感器。背景絲在今后的利用氢能的社会中,人们期望得到一种能够消除氢^|#的危险 性、妙性高、^^J方便性优良的氢能利用系统,因此,对于氢气传感器的类 型而言,人们要求高可靠性,能够即时高精度检测泄漏到大气中的絲泄漏到 氢n^卜的气体管中的氢气量。特别是,对于iM)氬气泄漏警报系统的氬气传 感器而言,在氢^炸^^乂内的>^^区域中需^*有高检测灵4^,并且 检测戶/^的时间^^,这两者^:不可或缺的。贿净M^的氪气传感器基于"M^型、电离型、燃烧型等的检测方法。它 们的测^^錄^'定量化的物理t,,即,作为"载流子狄(^^型)"、"离 子浓度(电离型)"、或^""反应热(燃烧型或者使^S烧并测定其蒸汽压)", M间接的检测方法检测氬气量,并^Pil些:f4^M电量,以jtbft为传感器。 因此,对于氢^H^"测而言需要时间,'li^需要100秒以上。另外,贿狄中,由于氩气传感器(^f^型、电离型、燃烧型)的氢 ^"测方法^i将载流子i^、离子i:ML、 A^热等作为氩^^测信号,故而对于 高灵狄的测定而言需剩艮宽的检测面积。因此,伴随传感器欲自身结构、 形状、电;feU^寸的不同,^^劝贿度、灵^U1将不同,对于形状的小型化而言 5£#絲限*而且,在i^财狄的氩气传感器("f^^型、电离型、燃烧 型)时,i^4在易于受到喊气体的影响的铣氛。特别是,^jfel^l,〗气体中,如 果含有汽油或者>^^{^、酒賴^等^^Ut素的气体,则由于同时i^t这些气 財感应,故而錄,测可靠度斷氐,鉴于JJ4絲问题,除了JJ^树类型的氩气传感^^卜,已开发出"^ft 归类于电化学方法的氩气传感器,并e^v实用。该氩气传感^^成电动势测定型和电流检测型两类。前^类型的氢气传感器例如,专利文献1和专利文献2中所>5^的那样,将其中的一个电极(M电M者标准电极)作为在氢 ^!i^气压下制成的氢电极,将另一个电极作为用于查^r测气体(测定氬气 气体分压)的检测电极(作用电极),将该电极间的电位差作为传感器的输出 以御翻气体的氲就在氢电极处,急J^子状态充分存在于电^L^面,此时的状态下的电极电 位为标准电位。在该状态下,如果氢^^到检测电极,则氢^+緣氢^^而 离解^^子状,从而^L为^J^于氬^1的电位。然后,基于电位,将氢电极 Jfw^测电极间的电位差作为IL^L的函数而检测出,以jtb^为氢气传感器。即, 为了与M氬^a进行tb艮而测定检测氢气压,对于这些传感器的结构,必须 将各电极与絲氬^M^r测气体分离而g,所以另夕NE需^"H^M氢气气 压iT,。另外,为了制作絲氩气^室,^y^自身的形^Lh讲也需^^种程 度的尺寸,并JW捐方法、《铜^ff也狄PIU另外,对于电;胸,型而言,电;;ita作为物理量归类于量^^理量,如果 想测量精度高,则需要大的面积减者^Ro而且,需要对传感^^用于提供 电^l的,Np电源。因此,本专利技术人^f发了4氢气传感器,其iM了由对氢气的化学势彼 此不同的材^成的两个电极。并且,使舍化学^目冲艮高的材料的第i电极 絲作为御,〗氩气的检测电极的功能,使^f匕学斜目^^低的材糊第2电极 ^t作为检测氩气的M电极的功能,Mit种方式,^W^的电动势测 定型氩气传感器那样,由于无需iSXS^氩气^室等,所以其结构上能够实 现非常简^N匕、小型化。另外,因为A^于化学^"测氬^JL,所以能够即专利i^fe 1:日本专利特开2003-270200号>^1 专利文献2:日本专利特>5^ 5^663号z^L
技术实现思路
对于如J^斤ii^用由对氩气的化学势^b不同的材:^成的两个电极的氨 气传感器,通it^A例如,兼具强度增强、1^|#构的外壳内,从而能^^其 配置于检测空间中而^^。然而,如果以这###^放的结构原#^线,则因为M到环境中的^t气体(尤其是氧气)或水蒸气等的影响而4i4行氢气量 定量测定时会存在问题。另外,在传感器开放的场合,还具有受到污染检测空 间等的影响的危险。另外,如果在半密封状态下^^传感器,还存在氬气残留 的问题。本专利技术鉴于Jiii技术问题而提出,^明的目的在于提供这样的一种氢气 传感器,该传感器的检测功能受夕NP空间的影响少,或者传感器对夕Nj5空间产 生影响的情况少。为了实现该目的,方案i所述的氬气传感器是下述的氬气传感器, 第i电#第2电极、以及与该两电极接触的电解质,基于该两电极间产生的 电动势而检测JJiiL气,Jiii第i电WOi^第2电极由对氩气的化学势4fotb不同的材料形成,Jiii笫1电极含有Jii4化学斜目冲艮高的材料,JJi第2电 极含有Ji^化学斜目对较低的材料,*#4^于至少Jiii电解质与上i^ 1电极的^郎以;sjiii电解质与jiii第2电极的#^由具有11^#^过性的絲2所述的氢气传感器^r案1所述的专利技术,絲棘于通过将JJ1一 对电极暂时电^J^, ^Ji^Ml^^内絲的氬^Li^而去除,3所述的氢气传感器>1^ 1或方案2所述的专利技术,^^^于JJi夕Npail^通过将具有不同f雄功能的多个原料重^构成。# 4所述的氬气传感器A^ 1 ~ 3中的^"项所述的专利技术,*#4£^于i殳有调节J^Np;t^艮内的空间的温度的机构.5所述的氩气传感器A^ 1 ~ 4中的^项所述的专利技术,^N^iE^于 Jiii^ 1电极由財iU^it过'歸的金糊成。在絲5所述的氩气传感器中,将笫1电极(御愧极)iU妙'Ji^择 透过,14J^的作用的金属膜,该金属膜的其中一个面面向检测空间,而另一个面夹着电解质与笫2电极(M电极)相对。对于金属膜,;RaW对H/W卜的气体完全阻挡的功能,而Jii^:过该金属膜的金属膜面上的氩的化学势的 值作为与夹持电解质状态下的笫2电极(^电极)的差而检测出,以检测氯气。另外,还可用于miiut过性金属m^卜的部分。:^6所述的专利技术为""#氩气泄漏警报系统,^#4^于其^^1~5 中的^"项所述的氩气传感器,对来自氬气传感器的作为氬^H^"测信息的电动势变化与电压》饿器的1^电压进行》饿,基于该结果而发出信号。賴7所述的专利技术^r^6所述氢气泄漏警报系统,^ft絲于Ji^电压 t嫩器构jW过将施密特^i目器的阈值电压作为基准电压,将该电压与^Mp 输入的电压进行》b^并输出该结果的电压tb^器。方案8所述的专利技术为-^t氩气传感器阵列,^#征在于其具有多个方案1 ~ 5中的任一项所述的氢气传感器,并配置于同一^JMUi。錄9所述的专利技术为""^氩^JL计,^!t絲于^"有方案1 ~5中的任 一项所述的氩气传感器,朋于检测来自该氢气传感器的电动势的电路,才娘 上述电动势的大小而检测氢^ML^ 10所述的专利技术为—氩气传感器元件,^#4^于在方案1 ~ 5中的 ^项所述的氩气传感器元件中,^A^I于检测来自设于夕h^的LED的絲号 的M感器,且附加具有检测是否存在来自JJ^气传感器检测部夕MP的氩气舰污染物质,用于提高il^测可靠性的防错功能。专利技术絲i到方案5所述的专利技术,能够^^这#^种具本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种氢气传感器,其具有第1电极和第2电极、以及与该两电极接触的电解质,基于该两电极间产生的电动势检测氢气,上述第1电极和上述第2电极由对氢气的化学势彼此不同的材料形成,上述第1电极含有上述化学势相对较高的材料,上述第2电极含有上述化学势相对较低的材料,其特征在于:至少上述电解质与上述第1电极的接合部以及上述电解质与上述第2电极的接合部由具有氢选择透过性的外部覆盖层覆盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:原田修治松田州央
申请(专利权)人:株式会社新泻TLO
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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