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原文传递一种基于固体电解质的电化学氢气传感器

专利名称：	一种基于固体电解质的电化学氢气传感器
摘要：	本发明提供一种基于固体电解质的电化学氢气传感器，由陶瓷膜电极集合体、电加热装置和密封组件组成；陶瓷膜电极集合体为一端开口的管状结构，电加热装置的加热端伸入陶瓷膜电极集合体中，并通过密封组件进行固定密封；陶瓷膜电极集合体主要由陶瓷电解质管、参比电极、参比电极端集流体、工作电极和工作电极端集流体组成；陶瓷电解质管内部封装参比电极，陶瓷电解质管外部封口端为工作电极，在参比电极侧，参比电极端集流体一端伸入到参比电极中，另一端延伸至陶瓷电解质管外壁并连接信号电缆，在工作电极侧，工作电极端集流体一端深入到工作电极中，另一端延伸并连接信号电缆。该传感器能够排除环境温度波动造成氢气传感器相应异常或者不稳定。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	中国船舶重工集团公司第七一八研究所
发明人：	任明军;罗沙;覃亮;赵志培;赵罗生;赵文江
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201910635644.0
公开号：	CN110297032A
代理机构：	北京理工大学专利中心
代理人：	刘芳
分类号：	G01N27/407(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	056027 河北省邯郸市展览路17号
主权项：	1.一种基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，主要由陶瓷膜电极集合体(1)、电加热装置(2)和密封组件(3)组成；其中，所述陶瓷膜电极集合体(1)为一端开口的管状结构，所述电加热装置(2)的加热端伸入陶瓷膜电极集合体(1)中，并通过密封组件(3)进行固定密封；所述陶瓷膜电极集合体(1)主要由陶瓷电解质管(101)、参比电极(102)、参比电极端集流体(103)、工作电极(104)和工作电极端集流体(105)组成；所述陶瓷电解质管(101)内部封装参比电极(102)，所述陶瓷电解质管(101)外部封口端为工作电极(104)，在所述参比电极侧，参比电极端集流体(103)一端伸入到参比电极中，另一端延伸至陶瓷电解质管(101)外壁并连接信号电缆，在所述工作电极侧，工作电极端集流体(105)一端深入到工作电极中，另一端延伸并连接信号电缆。 2.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述陶瓷电解质管(101)的材质为氧化钇稳定的氧化锆，外径为8mm～30mm，厚度为0.5mm～2mm；长度为50mm～200mm。 3.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述参比电极(102)材质优选为铜或氧化铜粉体材料，粒径为10nm～1μm，载量为0.01～2g。 4.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述工作电极(104)为金属薄膜涂层，材质为金属铂或钯，涂层厚度为10～100nm。 5.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述集流体(1)为膜状金属涂层，材质为金属铂，涂层厚度为0.2～1μm，涂层宽度为1～5mm。 6.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述工作电极(104)通过化学镀、丝网印刷或超生喷涂工艺加工成型。 7.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述参比电极端和工作电极端集流体通过丝网印刷成型，电极引线用铂浆料粘贴于集流体1表面，并通过高温烧结固化，烧结温度800～1000℃。 8.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述电加热装置(2)为非加热端带有定位螺纹的圆柱体；所述电加热装置(2)采用防爆电加热器，表面材料为不锈钢、刚玉或氮化硅陶瓷管。 9.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述密封组件(3)主要由卡套螺母(301)、定位卡套(302)及密封环(303)组成；所述卡套螺母(301)为带有内螺纹的六角卡套螺母，材质为不锈钢；所述定位卡套(302)为一端带有六角的柱状体，定位卡套(302)另一端带有外螺纹，可与卡套螺母(301)配合，六角端内侧通孔带有内螺纹，外螺纹与内螺纹退刀槽处带有定位沿。 10.根据权利要求1所述基于固体电解质的电化学氢气传感器，其特征在于，所述密封环(303)为金属构件，材质为不锈钢或铜，中间设有中心轴向通孔，并与电解质管(101)密封配合，隔绝传感器参比电极(102)与外界环境，密封环外径为10～32mm，高度10～30mm。
所属类别：	发明专利