[发明专利]燃料电池内部温度-湿度分布测量插片

权利要求书

1.燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，包括导电基片(1)、漏缝(2)、筋(3)、温度-湿度联测传感器(4)、引线(5)、定位孔(7)；所述漏缝(2)、筋(3)设置在导电基片(1)上，筋(3)位于两相邻漏缝(2)之间，漏缝(2)和筋(3)的形状和尺寸分别与燃料电池流场板上流道和脊的形状和尺寸相同，漏缝(2)和筋(3)的位置分别与燃料电池流场板流道和脊相对应；其特征在于：所述温度-湿度联测传感器(4)设置在筋(3)上；引线(5)的一端与温度-湿度联测传感器(4)的接线引出端相接，另一端延伸至导电基片(1)的边缘并放大形成引脚(6)；定位孔(7)对称、均匀设置在导电基片(1)四周，用以将导电基片(1)固定在燃料电池流场板上；燃料电池组装时，燃料电池内部温度-湿度分布测量插片布置在燃料电池流场板与膜电极中间，其设置有温度-湿度联测传感器(4)的面朝向膜电极侧并与之紧密接触；

所述温度-湿度联测传感器(4)包括测温单元和测湿单元，测温单元由薄膜热电偶构成，测湿单元由湿敏电容构成，采用真空蒸发镀膜方法制作，包括七层薄膜：第一层为蒸镀在筋(3)上的厚为0.08-0.12μm的二氧化硅绝缘层(15)，第二层为在二氧化硅绝缘层(15)上蒸镀的厚为1.0-1.2μm的下电极铝镀层(16)，第三层为在下电极铝镀层(16)上方涂覆一层厚为0.5-1μm的高分子聚合物感湿介质层(17)，第四层为在高分子聚合物感湿介质层(17)上方蒸镀的厚为1.0-1.2μm的上电极铝镀层(18)；所述上电极铝镀层(18)、高分子聚合物感湿介质层(17)和下电极铝镀层(16)构成了湿敏电容，首端为湿敏电容接线引出端(31)，其中上电极铝镀层(18)的形状为蛇形；第五层为在二氧化硅绝缘层(15)上蒸镀的厚为0.1-0.12μm的薄膜热电偶铜镀层(19)，第六层为在二氧化硅绝缘层(15)上蒸镀的厚为0.1-0.12μm的薄膜热电偶镍镀层(20)；所述薄膜热电偶铜镀层(19)和薄膜热电偶镍镀层(20)的形状为长条形，中间相互搭接，搭接处构成薄膜热电偶热端结点(30)，首端为薄膜热电偶接线引出端(29)；第七层为在之前所镀所有金属镀层的上方蒸镀厚为0.08-0.12μm的二氧化硅保护层(21)；

所述薄膜热电偶接线引出端(29)和湿敏电容接线引出端(31)均制作成圆形，且均布置于二氧化硅绝缘层(15)的同一侧。

2.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述导电基片(1)的形状可制作成方形、圆形、多边形、梯形、三角形、不规则图形。

3.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述导电基片(1)上漏缝(2)的形状可为蛇形漏缝、平行漏缝、孔状漏缝、交错型漏缝。

4.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述温度-湿度联测传感器(4)中湿敏电容上下电极的金属镀层材料，还可选用金、铜、铂金属代替。

5.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述上电极铝镀层(18)的形状是根据掩膜的形状而设定的，其形状还可为锯齿状、梳状。

6.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述薄膜热电偶金属镀层材料中，由铜和镍组成的纯金属镀层还可以选用钨和镍、铜和钴、钼和镍、锑和钴替代，也可采用金属混合物材料如铜和康铜替代。

7.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述薄膜热电偶铜镀层(19)和薄膜热电偶镍镀层(20)的形状是根据掩膜的形状而设定的，其形状还可以为椭圆形、弧形、波浪形、菱形以及不规则形状，相互搭接后的形状可为弧形、波浪形、锯齿形。

8.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：所述薄膜热电偶接线引出端(29)和湿敏电容接线引出端(31)可分别相对的布置于二氧化硅绝缘层(15)的两侧，其形状还可为椭圆形、矩形、梯形、三角形。

9.根据权利要求1所述的燃料电池内部温度-湿度分布测量插片，其特征在于：引线(5)的宽度为0.1-0.2mm，在导电基片(1)的边缘处进行放大，形成引脚(6)；

引线(5)是采用真空蒸发镀膜方法蒸镀的四层薄膜构成：第一层为厚0.08-0.12μm的引线二氧化硅绝缘层(32)，第二层为厚0.1-0.12μm的引线铜镀层(33)，第三层为厚0.1-0.12μm的引线金镀层(34)，最上一层为厚0.05-0.1μm的引线二氧化硅保护层(35)；其中，在引脚(6)处不蒸镀引线二氧化硅保护层(35)。