[发明专利]一种氢气浓度测量传感器和测量系统

说明书

本发明涉及气体浓度测量技术领域，具体公开了一种氢气浓度测量传感器和测量系统。该传感器包括绝缘管、两个电极片、两个第一接线端子和两个第二接线端子；第一接线端子与第二接线端子均设于绝缘管的内侧壁上，每个第一接线端子与一个第二接线端子关于绝缘管的轴线对称，且与另一个第二接线端子的连线平行于绝缘管的轴线；两个电极片均贴设于绝缘管的内侧壁上且相互避让，一个电极片连接两个第一接线端子，另一个连接两个第二接线端子；连接两个第二接线端子的电极片上覆盖有绝缘层。本传感器设有两个仅在是否与外界接触存在区别的电极片，通过记录两个电极片的电阻值，并结合氢气浓度‑电阻值线性变化规律，能够完成对氢气浓度的测量。

技术领域

本发明涉及气体浓度测量技术领域，尤其涉及一种氢气浓度测量传感器和测量系统。

背景技术

氢气是一种无色无味的易燃易爆气体，人的眼睛和鼻子很难及时发现。在一些容易发生氢气泄漏的场所，若没有及时发现泄漏，当氢气在空气中达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸，严重威胁着周围人群的生命财产安全。

氢气传感器对氢气有很高的敏感度和选择性，在工业生产中，常被用在环境中用于实时监测飘散到空气中的氢气浓度，能预防氢气浓度过高，做到提前预警的作用，是一种常用的重要的气体监测设备。从工作原理上来说，常见的氢气变送器有电导体型、热电型、催化燃烧式及电化学式等。

以金属钯电极传感器为例，如图1所示，传感器的结构包括电极底板620和固连于电极底板620上的多个金属钯电极610，当设备吸附氢气后，氢气作为施主释放出电子，与化学吸附层中的氧离子结合，于是载流子浓度发生变化，与传感器通信连接的处理设备根据变化值与氢气体积分数存在的函数关系，计算出氢气的实时浓度。

然而，目前的金属钯电极氢气传感器，其上的金属钯电极610均在电极底板620的同一侧与空气接触。但空气并不是一个静止的模型，为一个时刻动态扩散的模型，单独一个面接触测量的参数是不能标称单位空间内的空气中氢气的浓度，这与气体浓度单位g/m³单位相悖。同时，氢气分子团700由于其自重的因素，在不同高度的空气层中的浓度不同，包括氢气分子团700浓度高的第一空气层800和氢气分子团700浓度低的第二空气层900。当将传感器置于待测空气层底部且使金属钯电极610向上设置时，金属钯电极610只能测量与其接触的第二空气层900。而输出的单位体积内的氢气浓度显然是错误的，这会导致实际结果会高于测量结果。即使采用改变传感器设置位置的方式，也无法完成对氢气浓度的准确测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢气浓度测量传感器和测量系统，以解决测量结果存在较大偏差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种氢气浓度测量传感器，包括绝缘管、两个电极片、两个第一接线端子和两个第二接线端子；所述第一接线端子与所述第二接线端子均设于所述绝缘管的内侧壁上，其中，每个所述第一接线端子与一个所述第二接线端子关于所述绝缘管的轴线对称，且与另一个所述第二接线端子的连线平行于所述绝缘管的轴线；两个所述电极片均贴设于所述绝缘管的内侧壁上且相互避让，一个所述电极片连接两个所述第一接线端子，另一个所述电极片连接两个所述第二接线端子；连接两个所述第二接线端子的所述电极片上覆盖有绝缘层。

优选地，两个所述电极片均沿S形延伸。

优选地，所述绝缘管的材质为陶瓷。

优选地，所述电极片采用溅射的方式形成于所述绝缘管的内侧壁上。

优选地，所述电极片的长度方向与所述绝缘管的轴线呈45°夹角。

优选地，一个所述第一接线端子和一个所述第二接线端子均位于所述绝缘管一端的边缘；另一个所述第一接线端子和另一个所述第二接线端子均位于所述绝缘管另一端的边缘。

优选地，所述电极片的材质为钯基合金。