一种气体露点测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种气体露点测量装置，属于燃料电池技术领域，解决了现有技术可靠性较差

【技术实现步骤摘要】
一种气体露点测量装置


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种气体露点测量装置
。

技术介绍

[0002]气体露点的测量对于环境监控
、
工艺过程控制等领域非常关键
。
现有气体露点测量的方法通常包括重量法
、
电解法
、
振动频率法
、
冷镜法
、
阻容法
。
[0003]重量法是让样气流经某一干燥剂，其所含水分被干燥剂吸收，精确称取干燥剂吸收的水分含量，与样气体积之比即为样气的湿度
。
该方法的优点是精度高，最大允许误差可达
0.1
％；缺点是具体操作比较困难，必须得到足够的吸收水质量，一般不小于
0.6g
，对于低湿度气体必须加大样气流量，结果会导致测量时间和误差增大，测得的湿度不是瞬时值
。
[0004]电解法是将干燥剂吸收的水分经电解池电解成氢气和氧气排出，电解电流的大小与水分含量成正比，通过检测该电流即可测得样气的湿度
。
该方法弥补了重量法的缺点，测量精度较好，价格便宜，缺点是电解池气路需要在使用前干燥很长时间，且对气体的腐蚀性及清洁性要求较高
。
[0005]振动频率法是将重量法中的干燥剂换用一种吸湿性的石英晶体，根据该晶体吸收水分质量不同时振动频率不同的特点，让样气和标准干燥气流经该晶体，因而产生不同的振动频率差
△
f1和
△
f2，计算两频率之差即可得到样气的湿度
。
该方法具有电解法的优点，且使用前无需干燥
。
缺点是需要标准干燥气，使用不便
。
[0006]冷镜法是让样气流经露点冷镜室的冷凝镜，通过等压制冷，使得样气达到饱和结露状态，冷凝镜上有液滴析出，测量冷凝镜此时的温度即是样气的露点
。
该方法的优点是精度高，尤其在采用半导体制冷和光电检测技术后，不确定度可达
0.1℃。
缺点是响应速度较慢，尤其在露点
‑
60℃
以下，平衡时间甚至达几个小时，而且此方法对样气的清洁性和腐蚀性要求也较高，否则会影响光电检测效果或产生伪结露，造成测量误差
。
[0007]阻容法是利用一个高纯铝棒，表面氧化成一层超薄的氧化铝薄膜，其外镀一层多空的网状金膜，金膜与铝棒之间形成电容，由于氧化铝薄膜的吸水特性，导致电容值随样气水分的多少而改变，测量该电容值即可得到样气的湿度
。
该方法的缺点是需要经常校准，将露点仪长期放置于含水分的气氛中，会降低露点仪的测量精度
。
固定式安装的露点仪一般2年需要重新校准一次
。
而便携式露点仪一般1年就要重新校准一次，由于和大气环境接触的机会更多，测量精度更容易受到影响
。
[0008]综上，目前气体露点测量方法可靠性差，可测露点范围较窄，且响应速度较慢
。

技术实现思路

[0009]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种气体露点测量装置，用以解决现有技术可靠性较差
、
可测露点范围较窄其存在响应速度过慢的问题
。
[0010]本专利技术实施例提供了一种气体露点测量装置，包括基底，以及设于基底上的湿度敏感元件
、
边框结构
、
电极
、
温度测量装置
、
导热背板
、
加热片
、
制冷片；
[0011]导热背板，其上方放置湿度敏感元件，其下方的一侧设置加热片，另一侧设置制冷片；加热片
、
制冷片共同用于调节湿度敏感元件的温度，以防止测试过程中湿度敏感元件表面产生凝露；
[0012]湿度敏感元件通过边框结构与基底固定连接，其上表面分别贴设有用于施加交流电激励并获得相应的电流波动响应信号的电极
、
温度测量装置的传感端
。
[0013]上述技术方案的有益效果如下：该气体露点测量装置集成了湿度敏感元件，可实时测得湿度敏感元件的温度
、
湿度敏感元件上电流波动响应信号
(
可得到湿度敏感元件的阻抗或电导率
)
，利用不同温度下湿度敏感元件的阻抗或电导率与待测气体露点温度的关系，进而得出待测气体的露点温度
。
相比现有技术，该装置可靠性高，对露点敏感，测量精度高，对气体腐蚀性要求低，且可实时测量，动态响应速度快
。
温度控制的目的是为了防止凝露，而不是产生凝露
。
通过这样的设计，可有效避免凝露带来的腐蚀污染问题和响应慢的问题
。
[0014]基于上述装置的进一步改进，该气体露点测量装置还包括：
[0015]测试控制器，用于测试时，在待测气体通过湿度敏感元件后，控制电极在湿度敏感元件上施加交流电激励，再通过电极获取该交流电激励造成的湿度敏感元件上的电流波动响应，从而确定湿度敏感元件的阻抗或电导率；以及，根据温度测量装置所采集的温度
、
该湿度敏感元件的阻抗或电导率，结合事先标定好的不同温度下气体露点温度与阻抗或与电导率之间的一一对应关系，确定待测气体的露点温度
。
[0016]进一步，边框结构进一步包括上下设置的第一边框
、
第二边框；其中，
[0017]湿度敏感元件的边缘通过夹持方式固定于第一边框
、
第二边框之间
。
[0018]进一步，电极进一步包括设置于湿度敏感元件上方两侧且成对使用的第一电极
、
第二电极；并且，
[0019]测试控制器在测试时，分别向第一电极
、
第二电极施加幅度相同
、
频率相同的交流电压激励；
[0020]温度测量装置的传感端设置于第一电极
、
第二电极之间中部
。
[0021]进一步，湿度敏感元件的材料包括完全质子化的磺酸树脂离子膜
、
磺酸锂膜中的至少一种
。
[0022]进一步，湿度敏感元件采用吸排水速率超过设定值的材料
。
[0023]进一步，测试控制器执行如下程序以完成待测气体的露点温度实时测试功能：
[0024]确定该气体露点测量装置置于待测气体的气氛中；
[0025]在待测气体通过湿度敏感元件后，控制第一电极
、
第二电极在湿度敏感元件上两电极间施加交流电压激励；
[0026]通过第一电极
、
第二电极获取该交流电压激励造成的湿度敏感元件上的电流波动响应；
[0027]根据上述电流波动响应，确定第一电极
、
第二电极之间的阻抗，进而确定湿度敏感元件的电导率；
[0028]获取温度测量装置所采集的温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气体露点测量装置，其特征在于，包括基底
(1)
，以及设于基底
(1)
上的湿度敏感元件
(4)、
边框结构
、
电极
(11)、
温度测量装置
(7)、
导热背板
(10)、
加热片
(8)、
制冷片
(9)
；导热背板
(10)
，其上方放置湿度敏感元件
(4)
，其下方的一侧设置加热片
(8)
，另一侧设置制冷片
(9)
；加热片
(8)、
制冷片共同用于调节湿度敏感元件
(4)
的温度，以防止测试过程中湿度敏感元件
(4)
表面产生凝露；湿度敏感元件
(4)
通过边框结构与基底固定连接，其上表面分别贴设有用于施加交流电激励并获得相应的电流波动响应信号的电极
(11)、
温度测量装置
(7)
的传感端
。2.
根据权利要求1所述的气体露点测量装置，其特征在于，还包括：测试控制器，用于测试时，在待测气体通过湿度敏感元件
(4)
后，控制电极
(11)
在湿度敏感元件
(4)
上施加交流电激励，再通过电极
(11)
获取该交流电激励造成的湿度敏感元件
(4)
上的电流波动响应，从而确定湿度敏感元件
(4)
的阻抗或电导率；以及，根据温度测量装置
(7)
所采集的温度
、
该湿度敏感元件
(4)
的阻抗或电导率，结合事先标定好的不同温度下气体露点温度与阻抗或与电导率之间的一一对应关系，确定待测气体的露点温度
。3.
根据权利要求2所述的气体露点测量装置，其特征在于，边框结构进一步包括上下设置的第一边框
(2)、
第二边框
(3)
；其中，湿度敏感元件
(4)
的边缘通过夹持方式固定于第一边框
(2)、
第二边框
(3)
之间
。4.
根据权利要求3所述的气体露点测量装置，其特征在于，电极
(11)
进一步包括设置于湿度敏感元件
(4)
上方两侧且成对使用的第一电极
(5)、
第二电极
(6)
；并且，测试控制器在测试时，分别向第一电极
(5)、
第二电极
(6)
施加幅度相同
、
频率相同的交流电压激励；温度测量装置
(7)
的传感端设置于第一电极
(5)、
第二电极
(6)
之间中部
。5.
根据权利要求4所述的气体露点测量装置，其特征在于，湿度敏感元件
(4)
的材料包括完全质子化的磺酸树脂离子膜
、
磺酸锂膜中的至少一种
。6.
根据权利要求1‑5任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：方川，张硕猛，曹季冬，沈荣安，汪尚尚，李文文，徐云飞，石焱，刘海涛，段宇廷，李阳，张雪江，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：