[发明专利]氢检测器及氢检测方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及氢检测。更具体而言，本公开涉及氢检测器和氢检测方法。

背景技术

常规氢(H₂)气传感器由于在它们的感测机制中缺乏选择性而遭受较差的灵敏度。具体而言，氢传感器易受来自一氧化碳、二氧化碳和乙炔，以及其它烃的污染，它们所有都可有助于样本中的氢气的浓度的错误估计。

在测量环境中，该交叉污染可特征在于从H₂基线转移。此外，除这些污染物的存在之外，传感器的感测层结构内的变化以及在测量之前出现在样本中的不同空间热梯度也有助于从H₂基线转移，由此产生氢含量的不正确估计。不论单独或一起，这些问题所有都有助于引起当前氢传感器的检测限制。

发明内容

本文中的特征实施例有助于解决或减轻以上提到的问题以及本领域中已知的其它问题。具体而言，实施例提供了用于在测量之前除去样本中的污染物的手段。此外，实施例提供了用于在测量期间约束样本体积以便限制空间热梯度的手段。此外，实施例提供了用于在油雾存在于样本中时通过从较长的烃(即，甲烷和乙烷)的转化而防止痕量气体的进一步生成，由此允许相对于常规传感器的用于氢的较少检测限制的手段。

在一个实施例中，提供了一种包括将样本吸入到通道中的方法。该方法包括使样本在收集板之上经过，以除去样本中的外来气体，由此产生提纯样本。该方法还包括使提纯样本在感测板上经过，以及使用感测板测量提纯样本中的氢浓度。测量可包括加热感测板，以及使感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。此外，该方法可包括在测量之后使收集板再生。

在另一个实施例中，提供了一种装置，其包括通道、收集板和与收集板隔离的感测板。装置构造成测量吸附到感测板上的氢的浓度。此外，装置构造成使感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。

在又一个实施例中，提供了一种包括构造成捕集样本中的氢的感测板的氢传感器。氢传感器还包括再生收集板，其构造成在以感测板捕集氢之前从样本捕集外来气体元素。

技术方案1. 一种方法，包括：

将样本吸入到通道中；

使所述样本在收集板之上经过，以除去所述样本中的外来气体，产生提纯样本；

使所述提纯样本在感测板上经过；

使用所述感测板测量所述提纯样本中的氢浓度，所述测量包括：

加热所述感测板；

使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联；以及

在所述测量之后使所述收集板再生。

技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，除去所述样本中的所述外来气体包括从所述样本除去一氧化碳、二氧化碳和乙炔中的至少一种。

技术方案3. 根据技术方案2所述的方法，其特征在于，所述除去通过使所述样本在所述收集板之上经过来实现。

技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述再生包括加热所述收集板。

技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，加热所述感测板包括将所述感测板的温度升高到高于大约400摄氏度。

技术方案6. 根据技术方案4所述的方法，其特征在于，加热所述收集板包括将所述收集板的温度升高到高于大约200摄氏度。

技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在测量所述样本中的氢浓度之前，将所述样本约束在所述通道的特定区域中。

技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使所述收集板与所述感测板隔离。

技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在使所述收集板再生的同时冷却所述感测板。

技术方案10. 根据技术方案1所述的方法，其特征在于，所述再生引起一氧化碳、二氧化碳和乙炔中的至少一种从所述收集板的释放。

技术方案11. 一种装置，包括：

感测通道；

收集板；

与所述收集板隔离的感测板；

其中所述装置构造成(i)测量吸附到所述感测板上的氢的浓度，以及(ii)使所述感测板的电阻变化与特定氢浓度相关联。

技术方案12. 根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测通道具有大致等同于字母"T"的截面形状。

技术方案13. 根据技术方案11所述的装置，其特征在于，所述感测板和所述收集板设置在通道的最长部分上。