一种光学基甲醇传感器流动装置，包括： 内箱体，其环绕光学基甲醇传感器； 外箱体，其环绕该内箱体； 流道，其在该内箱体中，形成在该光学基甲醇传感器的全反射表面上； 燃料进口，其通过该内箱体和该外箱体形成，并且给该流道提供液体燃料；和 燃料出口，其通过该内和外箱体形成，并且排放已流过该流道的该液体燃料到该外箱体的外部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学基甲醇传感器的流动装置，特别是，涉及提供甲醇到光学基甲醇传感器的流动装置，该传感器光学测量甲醇的浓度。
技术介绍
直接供液燃料电池主要以甲醇作为燃料。当高浓度的甲醇供给到直接供液燃料电池的阳极时，由于从阳极到阴极通过电解质膜的燃料的交叉(氢离子交换膜)，燃料电池的发电效率大幅降低。因此，浓度为0.5至2M(2至8体积百分比)的稀释甲醇被广泛采用。直接供液燃料电池系统包括燃料箱，其中存储高浓度或者纯的甲醇。通过混合燃料箱中的甲醇和水箱中的再生水或水而具有均匀的浓度的混合燃料被提供到阳极。此时，需要用于检测混合燃料浓度的甲烷传感器。具有在光学基传感器内将样品提供到光学基传感器的流道的设备在美国专利No.6,183,696中已公开。流道能干扰传感器的光的路径，且传感器的内部结构复杂。
技术实现思路
本专利技术提供与光学基甲醇传感器的外表面接触的流道和增加光学基甲醇传感器可靠性的流动装置。根据本专利技术的一个方面，提供了光学基甲醇传感器，其包括内箱体，其环绕光学基甲醇传感器；外箱体，其环绕内箱体；流道，其在内箱体中形成在光学基甲醇传感器的全反射面上；燃料入口，其通过内箱体和外箱体形成，且给流道提供液体燃料；和燃料出口，其通过内箱体和外箱体形成，且排放已流过流道的液体燃料到外箱体的外部。内箱体可包括流道和燃料出口之间的流动通道，从而液体燃料可接触光学基甲醇传感器的表面。流动通道可以是弯曲沟槽。内箱体可由具有比光学基甲醇传感器的传感器主体更高的热导率的材料形成，且外箱体可由具有比光学基甲醇传感器的传感器主体更低的热传导率的材料形成。液流通道中液体燃料的流速可设计为15至40厘米/秒。根据本专利技术的另一个方面，提供了光学基甲醇传感器流动装置，其包括箱体，其环绕光学基甲醇传感器；导流器，其置于箱体和光学基甲醇传感器之间，且包括形成在光学基甲醇传感器的全反射面上的流道和引导流经流道的液体燃料接触光学基甲醇传感器第一侧面的开口；燃料入口，其通过内箱体和外箱体形成，且给流道供给液体燃料；和燃料出口，其通过内箱体和外箱体形成，且排放已流过流道的液体燃料到外箱体的外部。流动装置还包括排出流动管线，其安装在箱体和与光学基甲醇传感器的第一侧面相对的第二侧面之间，其中已流过导流器开口的液体燃料通过排出流动管线移动到燃料出口。流道可以是形成在导流器上以与全反射面接触的沟槽。附图说明参照附图通过详细描述其中的示范性实施例，本专利技术的上述和其他的特征和优点将会更明显，其中图1是光学基甲醇传感器的剖面图，该光学基甲醇传感器适于根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器的流动装置；图2是根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器流动装置的部分透视图；图3A和图3B是剖面图，示出了根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器流动装置的运行；图4是透视图，示出了根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器流动装置的运行；图5是根据本专利技术实施例的导流器的透视图；图6是显示根据本专利技术实施例的流动装置测试结果的曲线图；和图7是根据本专利技术另一个实施例的光学基甲醇传感器流动装置的剖面图。具体实施例方式下面将参照附图更全面地描述本专利技术，附图中显示了本专利技术的示范性实施例。图1是适于根据本专利技术实施例的流动装置的光学基甲醇传感器的剖面图。光学基甲醇传感器10与在美国专利5,898,503和6,183,696号中公开的光学基传感器或者德州仪器(Texas Instruments)的折射率传感器类似。参照图1，发光单元30和受光单元40形成在基板20上。光圈32形成在发光单元30前面，从而从光发射单元30发出的光可分散在预定的角度范围内。传感器10包括光进入其中的第一表面11和改变在第一表面11上全反射的光的光路的第二表面12。在第二表面12上反射的光进入受光单元40。参考数字50表示流道(flow channel)，其形成为与第一表面11接触。在第一表面11上全反射的光的量(或者角度范围)依据流道中甲醇的浓度而改变，且因此光在受光单元40上的辐照范围改变。参考数字14是金属线，因为金属线与发光单元30和受光单元40电连接，因此该金属线给传感器10提供电源且从传感器10输出信号。发光单元30可以是发光二极管(LED)，且受光单元40可以是光电二极管阵列。在流道50中的甲醇的浓度可以通过测量在第一表面11上全反射的光的量而检测出。甲醇燃料的折射率依据其温度大幅变化。因此，在直接供液燃料电池中，当该电池的温度比气温高30至50℃时，折射率对含有甲醇的燃料的温度非常敏感。此外，由于例如由塑料形成的传感器主体60的不均匀热变形，受光单元40上的受光区可能变形，而这可能在测量甲醇的浓度中导致误差。另外，当在流道50中含有甲醇的液体燃料的流速较慢时，气泡聚集在与第一表面11接触的流道50中。气泡可通过改变反射光的强度导致甲醇传感器10不正确的测量。因此，为了应用光学基甲醇传感器10到直接供液燃料电池上，需要维持传感器主体60均匀的温度和在光学基甲醇传感器10与液体燃料接触的区域(即，在流道50中)内液体燃料的流速高于预定的速度。图2是根据本专利技术实施例的无导流器的光学基甲醇传感器流动装置的部分透视图。图3A和3B是剖面图，示出了根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器流动装置的运行，而图4是透视图，示出了根据本专利技术实施例的光学基甲醇传感器流动装置的运行，并显示了导流器和光学基甲醇传感器的结合。图5是根据本专利技术实施例的导流器的透视图。图2至5中相同的参考数字表示图1中相同的元件，并且因此省略了对其详细描述。甲醇传感器10安装在箱体110的上部，将甲醇传感器10的基板20和金属线14暴露出来。导流器150和排出流动管线170形成在箱体110和甲醇传感器10之间。箱体110包括燃料进口112和燃料出口114，液体燃料通过燃料进口112进入，液体燃料通过燃料出口114排出。导流器150包括与燃料进口112连接以通过液体燃料的流道160和连接到流道160低端的开口151。流道160可形成为长管，也可形成为面对甲醇传感器10的第一表面11的沟槽(没有示出)。当流道160形成为沟槽时，液体燃料可与第一表面11接触而流过沟槽。流道160主要形成在第一表面11的纵向方向上。通过流道160低端的液体燃料通过开口151与第一侧面13接触，该开口151形成在甲醇传感器10的传感器主体60的第一侧面13和箱体110之间。排出流动管线170的低端连接到燃料出口114。排出流动管线170安装在与第一侧面13相对的第二侧面15上。导流器150可由金属或者透明塑料形成。流道160中的液体燃料的流速必须维持在不允许气泡在流道160中停留的速度，即大约15至40厘米/秒。现将参照图3至图5描述根据本专利技术实施例的流动装置的运行。通过燃料入口112进入的液体燃料流过流道160。同时，甲醇传感器10通过辐射光到第一表面11并接受被第一表面11全反射的光来测量甲醇的浓度。流过流道160的液体燃料通过开口151进入第一侧面13和箱体110之间的空的空间。接下来，液体燃料与第二侧面15接触后通过排出流动管线170和燃料出口114排放到外部。液体燃料流过排出流动管线170和导流器150时与传感器主体60的很多表面接触。因此，第一表面11和传感器主体60其他部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光学基甲醇传感器流动装置，包括：内箱体，其环绕光学基甲醇传感器；外箱体，其环绕该内箱体；流道，其在该内箱体中，形成在该光学基甲醇传感器的全反射表面上；燃料进口，其通过该内箱体和该外箱体形成，并且给该流道提供液体燃料；和燃料出口，其通过该内和外箱体形成，并且排放已流过该流道的该液体燃料到该外箱体的外部。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜尚均，孙东岐，赵雄浩，崔相铉，张锡洛，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：KR
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