[发明专利]光学基甲醇传感器的流动装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

根据本发明的一个方面，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。

根据本发明的另一个方面，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，本发明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发明实施例的光学基甲醇传感器的流动装置；

图2是根据本发明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，示出了根据本发明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，示出了根据本发明实施例的光学基甲醇传感器流动装置的运行；

图5是根据本发明实施例的导流器的透视图；

图6是显示根据本发明实施例的流动装置测试结果的曲线图；和

图7是根据本发明另一个实施例的光学基甲醇传感器流动装置的剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图更全面地描述本发明，附图中显示了本发明的示范性实施例。

图1是适于根据本发明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。