專利名稱：用于測量和檢測溶于流體中的乙炔和氫的傳感器裝置的制作方法
技術領域：
本發明大體涉及用于監測流體(如絕緣流體)中的乙炔和氫的存在 的傳感器裝置。更詳細地講，本發明涉及一種傳感器裝置，其中，溶 于流體中的乙炔和氫的濃度通過測量電流來確定，該電流由乙炔和氫 在檢測電極處的電化學氧化產生。
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背景技術：
以下僅以舉例的方式來討論流體中的組分檢測，流體可以是絕緣 或電介質流體。將絕緣流體用作絕緣物質的電氣系統在本領域中是公 知的；這些系統包括例如變壓器、斷路器等。
15 已知的是，在上述類型的設備或系統發生障礙或故障的情況下，
結果可能是在絕緣流體中產生一種或多種氣體；例如，如果設備在高 溫或該設備中電應力高的條件下工作，則可能會出現這種情況。這種 條件還可產生不利的濕度和/或絕緣系統的電介質材料(即絕緣流體)的 一種或多種分解產物。如果允許這種異常情況繼續而不去矯正，這會
20 導致對電氣系統不可修復的損害。因此，對電氣裝置的任何這種異常 運行進行及時的(或快或慢)檢測和/或診斷是有利的，從而能夠避免對 這種系統的不可修復的損害。
因此，已經提出各種監測設備和系統，以用于對任何初期故障情 形進行檢測，例如，對諸如故障氣體(例如可燃氣體，如氬氣(Hz)、 一
25 氧化碳氣體(CO)、曱烷氣體(CH4)、乙烷氣體(C2H6)、乙烯氣體(C2H4)、 乙炔氣體(C2H2)等，或者不可燃氣體，如二氧化碳(C02)、濕氣(如水或
H20))、分解產物、雜質，和/或包含(如溶解)在絕緣流體中類似物質的 濃度的不希望的升高進行檢測。在例如美國專利No. 4,112，737(Morgan)、美國專利No. 4,293,399(Belanger等人)、美國專利No. 4,271,474(Belanger等人)、美 國專利No. 5，070,738(Morgan)、美國專利No. 5，271,263(Gibeault)和美 國專利No. 5，738，773(Criddle等人)中描述過一些這種檢測和/或監測系 5 統。
例如，美國專利No. 5,738,773說明了用于檢測氣體或蒸氣的可氧 化組分的燃料電池布置。該燃料電池包括由酸性電解質連接的第 一 電 極器件和第二反電極器件。氣體中的燃料組分的電化學氧化導致第一 電極器件和第二電極器件之間形成潛在差異；可以對所產生的當前和 10 /或潛在差異進行檢測，并且將其與由此而檢測到的可燃氣體的存在和 Z或濃度相關聯。
例如，美國專利No. 4,293,399描述了溶于流體中的氣態氫的濃度 如何通過對由檢測器電極處的氣態氪的電化學氧化而產生的電流的 測量(即通過對響應于氫(在氣體中)的存在而產生的電流大小進行測
15 量)來確定。該美國專利中描述的現有技術檢測和測量器件包括聚合 物膜，其可透過氫氣以接觸包含有溶解的氫氣的流體；電解質，其能 夠幫助擴散穿過聚合物膜的氫氣在第 一 電極處氧化，并且有助于包含 氧氣的氣體(如空氣)在第二電極處還原；以及測量設備，其連接到燃 料電池，以測量由氫氣氧化的電化學反應所產生的電流強度，該強度
20 與流體中的氬濃度成比例。
如上所述，對于這種監測(如檢測)設備而言，能夠提供對系統(如 變壓器、斷路器、并聯電抗器或將電介質流體(諸如電介質液體(如電 介質油)或電介質氣體(如SF6氣體))用作絕緣物質的任何電子裝置)不 當運行的盡可能精確的檢測和/或診斷是有利的。
25 上述現有技術監測設備或系統中的許多設備或系統會受到限制，
因為檢測器接收的樣本氣體可能是包含多種氣體、具有較低的目標氣 體濃度(例如乙炔氣體相對于氬氣的低濃度)的混合物，該目標氣體是 檢測器想要檢測或監測的氣體。這種情況下，目標氣體相對于存在于樣本氣體中的其它氣體的低濃度可以使得其它氣體中 一種或多種氣 體干擾對預定目標氣體的測量。換句話說，檢測或監測設備的結果精
度可因此而低于所期望的精度；就是因為這樣一個事實 一種或多種 外來氣體會干擾對目標氣體(如乙炔)的辨認。現有技術設備的另一限
5 制是僅能檢測一種氣體。
溶于電介質流體(例如電介質油)中的甚至是非常低濃度的乙炔和 氬的存在、濃度以及發展，都是發生在絕緣的電氣設備中的過程(例如 默認氣體的產生)的特別有用的指標。如上所述，除了乙炔和氫之外， 電介質流體還可以包含其它溶解氣體，例如一氧化碳、乙烯、乙烷、
10 甲烷等。因此，對乙炔和氫的可靠分析就需要在存在其它這些溶解氣
體(如氫)的情況下對非常低濃度的乙炔具有增強的選擇性的檢測器。
因此，具有用于對溶于電介質流體中(如用于變壓器的電介質油) 的乙炔和氫進行特定檢測、測量和監測的檢測器是有利的。
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發明內容
根據一方面，本發明提供了用于檢測流體中乙炔和氬的存在的燃 料電池傳感器。該傳感器包括感測元件，該感測元件具有相互隔開的 第一氣體擴散電極和第二氣體擴散電極。第一氣體擴散電極可用于感
測乙炔。第二氣體擴散電極可用于感測氫。具有酸性電解質的燃料電
20 池隔離件布置在所述感測元件和通用電極之間。該感測元件可構造成 具有第一氣體擴散電極相對于第二氣體擴散電極的面積的比率。
根據另 一方面，本發明提供了用于檢測流體中的乙炔和氫的存在 的燃料電池傳感器。該傳感器包括至少 一個用于感測乙炔的第 一感測 元件，以及至少一個用于感測氫的第二感測元件。具有酸性電解質的 25 燃料電池隔離件布置在第一和第二感測元件兩者與通用電極之間。
根據又一方面，本發明提供具有通用電極和多個感測電極的電化 學感測元件。電化學感測元件可用于同時測量或量化溶于流體中的多 種不同氣體。附圖簡述
圖1是實例燃料電池傳感器組件的分解、剖面圖。 圖2是燃料電池和燃料電池蓋組件的放大、剖面圖。 5 圖3是燃料電池傳感器的另一實施例的分解、剖面圖。
圖4是燃料電池傳感器的另一實施例的分解、剖面圖。 圖5是第一感測器件的一個實施例的俯視圖。 圖6是第一感測器件的另一實施例的俯視圖。 圖7是根據本發明的一個實施例的傳感器的截面圖。 10 圖8是第一感測器件的另一實施例的俯視圖。
圖9是圖8所示的傳感器的截面圖。 圖IO是第一感測器件的另一實施例的俯視圖。
部件列表 151腔體
2熱敏電阻器
30型圈
4隔膜
50型圏 206多孔支撐盤
7燃料電池杯
8墊圈
9螺栓
10隔膜 2511 O型圈
12燃料電池主體
13 O型圈
14-1感測電極
714-2通用電極
15隔離件
17O型圏
18O型圏
19燃料電池蓋
20o型圏
22隔膜
23隔膜
24燃料電池蓋板
25墊圈
26螺栓
27鹽袋
28隔膜
29o型圈
30探測器蓋
31電阻器
32螺栓
33連接器
34o型圈
35隔膜
36通風蓋
37墊圏
38螺釘
39帶孔螺釘
25 100燃料電池傳感器
201導線 202導線 210酸性電解質302導線
305感測電極
310感測電^L
320導線
325導線
330電阻器
345電阻器
502乙炔電極
504氬電極
10506粘結劑
602乙炔電極
604氬電極
606粘結劑
710酸性凝膠電解質
15720石墨紙層
722賴-碳層
732Nafion層
734金層
740粘結劑
20802乙炔4全測電才及
804氫檢測電極
910酸性凝膠電解質
920石墨紙層
922鉑-碳層
25932Naf腿層
934金層具體實施方式
各種類型的電氣設備會受到由電和/或熱所引發的損害。電氣設備
可以包括但不限于電源變壓器、電抗器、自耦變壓器、儀表變壓器、
電弧爐變壓器、整流變壓器、配電變壓器、抽頭變換器和充油電纜。 例如，電源變壓器連續工作承受過高的溫度。變壓器中使用的絕緣體
5 必須非常耐用且抗老化。通常，將絕緣油和/或纖維質絕緣體用作絕緣 介質。當經受放電或高溫時，絕緣油和纖維質絕緣體會分解并解構成 其組成成分。
當溫度達到150攝氏度時，變壓器中使用的絕緣油會開始分解。
一般來講，氫由熱分解產生。在更高的溫度水平上，還可以產生乙炔。
10部分放電(即電暈)和低水平電弧產生氬和少量乙炔。高水平電弧產生
乙炔和氫。
乙炔和氫以及其它氣體的存在可以表明變壓器的整體良好和狀 態。對特定氣體或組分升高水平的早期檢測可用于校正故障的絕緣或
構件障礙。當絕緣油中氫的水平大于約100ppm以及/或乙炔的水平大 15于約35ppm時，應當密切監測所述設備。如果氫和/或乙炔水平接近 或超過這些水平，則可表明存在故障的組件或其它錯誤。因此，非常 需要及早檢測到這些狀況并且在出現重大故障之前維修任何設備。
根據本發明的各方面，提供了可以同時檢測流體(如電介質流體) 中的多種氣體的燃料電池。在本發明的某些實施例中，對乙炔和氫進 20 行檢測。然而，本發明還預期檢測其它氣體以及同時檢測兩種或更多 種不同氣體。在一個實施例中，燃料電池傳感器包括用于檢測乙炔的 一個或多個電極，以及用于才企測氫的一個或多個電極。在另一方面， 一個電極可以分割成兩個或更多個部分，其中一部分可構造成用以檢 測乙炔，而其它部分可構造成用以;險測氫。在其它方面，可以調節兩 25 部分(即檢測乙炔的部分和檢測氫的部分)的面積之比，以用于特定應 用。例如，兩部分面積之比的范圍可以從約l:l(即兩部分具有相同的 面積)到約5:1(即檢測乙炔的面積是檢測氫的面積的五倍)。傳感器可 構造成以便具有用于檢測乙炔的電極的較大面積，或具有用于檢測氫
10的電^l的4交大面積。
本文所述的、本發明的各實施例提供了傳感器裝置，其可用作早 期警告設備，該早期警告設備可以提示操作和維修人員研究可導致設 備故障和不定期停機的故障狀態。當需要診斷或補救活動時，傳感器 5 輸出可用于警告工作人員。
圖l顯示了根據本發明的、用于測量流體中的乙炔和氫的燃料電
池傳感器100的一個實施例的詳細分解圖。傳感器100包括腔體1， 腔體1用于促進乙炔和氫從外部流體中擴散。熱敏電阻器2可安裝到 基座部分內，以感測探測器主體的溫度。多個0型圏3、 5、 11、 13、
10 17、 18、 20、 29和34密封傳感器的內部構件。隔膜4可置于0型圈 3和5之間，以防止流體進入傳感器100的中心部分。隔膜4允許選 定氣體(如乙炔和氫)擴散，但是防止流體(如變壓器中使用的電介質油) 從其中通過。Teflon⑧是可用于隔膜4的任何適當隔膜的一個實例。在 一個特定實施例中，隔膜4可以是厚度為1密耳(l密耳=1/1000英寸)
15 的Teflon⑧隔膜。能夠使選定氣體(如乙炔和氫)通過并且防止目標流體 (如電介質油)通過的任何隔膜都可滿足要求。多孔支撐盤6可鄰近隔 膜4布置，以便為隔膜4提供剛性。多孔支撐盤可以是允許選定氣體 從其中通過的任何剛性材料(如不銹鋼或任何適當材料的多孔支撐 件)。
20 燃料電池杯7接收燃料電池檢測組件，并且通過墊圈8和螺栓9
固定到基座部分。隔膜10可置于杯7的底部。隔膜可包括 GORE-TEX⑧(W丄Gore & Associates的注冊商標)材料或是其它適當 隔膜。O型圏11可用于將燃料電池主體12的底部密封到燃料電池杯 7。 一對電極14-1和14-2置于燃料電池隔離件15的相對兩端。燃料
25 電池隔離件15包括裝有酸性凝膠電解質的中心腔體。該中心腔體從 電極14-1穿到電極14-2。可用任何適當緊固件將燃料電池蓋19附連 至燃料電池主體12。
另外的隔膜22和23可置于燃料電池蓋19上方。在一個實施例中，隔膜22可以是厚度為約2密耳的Teflon (DuPont的注冊商標)材料，并且隔膜23可以是厚度為約7密耳的GORE-TEX⑧材料。通過使用適當緊固件(如墊圈25和螺栓26)可將燃料電池蓋板24固定到
5約20%)。鹽袋27可由隔膜28部分地或完全地包裹。在一個實施例中，隔膜28可以包含GORE-TEX⑧材料。
探測器蓋30可用螺栓32或任何其它適當的緊固器件固定到基座部分。負載電阻器31連接到連接器33,并且用于獲得電極14-1和14-2之間的電壓。通風隔膜35和排氣蓋36用墊圈37和螺釘38固定到探
o 測器蓋上。該通風隔膜允許環境空氣(包括氧氣)進入探測器主體并到達通用電極14-2。帶孔螺釘39可用于獲得被監測的流體的物理樣本。圖2顯示了燃料電池傳感器的一個實施例的放大視圖。隔離件15包括容納在中心腔體中的酸性電解質210。通用電極14-2置于該腔體的一端處，且檢測電極14-1置于隔離件15中的腔體的相對端處。通
15 過多條導線產生電極14-1和14-2的電接觸。導線201可連接到感測電極14-1,導線202可連接到通用電極14-1。在某些實施例中，導線201可以包括多條導線，其中每條導線都連接至電極14-1的不同部分。如圖1所示，通過電阻器31和連接器33可以在傳感器引線14-1和14-2之間測量傳感器100的輸出。
20 圖3顯示了本發明的另一實施例，與圖1-2中的元件類似的元件
由相同數字來表示。在此實施例中，感測電極包括多個不同的感測電極305和310。例如，電極305可以是乙炔檢測電極，電極310可以是氫檢測電極。雖然只顯示了每種類型中的一個電極，但是可以有多個用于感測乙炔的電極305,和/或多個用于感測氫的電極310。導線
25 302可用于連接到通用電極14-1。導線320可用來連接到乙炔檢測電極310,且導線325可用來連接到氳^r測電極305。與電極接觸的導線可由貴金屬制成(如鉑或金)。然后可將該貴金屬導線焊接到可由任何適當金屬(包括但不限于銅、鋁等)制成的其他導線。在此實施例中，兩個負載電阻器(可具有不同電阻)可連接到感測
電極。電阻器330可經導線302連接到乙炔檢測電極310。電阻器345可經導線325連接到氫檢測電極305。在一個實施例中，電阻器330可以是2200歐姆的固定負載阻抗，而電阻器345可以是500歐姆的5 固定負載阻抗。
圖4顯示了圖3的元件7至24的分解透視圖。在該視圖中，感測電極305、 310 一皮示為包括四個感測電極。例如，在此實施例中，可以采用一至三個乙炔感測電極310,以及一至三個氫一全測電極310。下文詳細描述了該多個感測電極的數量和表面積的變化。
10 參照圖5，在一個實施例中，感測電極14-1可以包括多段電極，
各段對不同的組分(如乙炔或氬)作出響應。乙炔響應段502和氫響應段504均布置在電極14-1上。粘結劑506電絕緣地隔離且粘結這兩段。粘結劑506優選是硅、耐酸粘結劑，且一種這樣的粘結劑是DowComing (Dow Coming公司的注冊商標)3145粘結劑/密封劑。電極502
15 和504被示為大體上相互毗鄰，但是電極502和504的布局可采用任何形式。例如，電極502可位于電極504周圍，其中電極504大致包括圓形，且電極502大致包括"圓環"狀的形狀。除了圖5所示的直線邊緣之外，電極502和504之間的接口可以是齒狀邊緣、弓形邊緣或梯狀邊緣。
20 乙炔檢測電極部分502可由金組成，即金電極器件。根據本發明，
乙炔檢測電極部分502(如金電極)可以具有電催化活動，以有助于乙炔氧化，同時防止諸如氫、 一氧化碳、乙烯、曱烷、乙烷等氣體氧化。通過使用改進的電極結構可以增強用于對乙炔進行電化學氧化的金電極器件的特性。根據本發明，例如，乙炔檢測電極部分可以例如包
25 括或由滲氣性金膜或層組成，該滲氣性金膜或層作為固態離子傳導基底或離子交換隔膜的界面，即使得電極具有金/基底分界區域，其中金分散在基底的基質內(如至少靠近該基底的表面邊界)。固態離子傳導/交換膜可以是，例如全氟磺酸膜、全氟磺g臾/PTFE共聚膜，可從DuPont公司獲得的前述Nafion⑧膜，或任何其它合適的離子交換膜。
氬檢測電極504可以是具有用于還原氬的電催化活動的任何其它
電極器件。氫4企測電極504可以是貴金屬電極；例如，鉑電極或鉑-
碳電極，或至少一種貴金屬/碳組合和聚合物型疏水粘合劑。氫檢測電5極504還可以包括粘附到石墨層(如石墨紙)的4自-碳層。通用電極14-2
可由與氫檢測電極504相同的材料來構造。
圖5所示的電極14-1具有乙炔電極502與氫電極504之間約1:1
的面積比。然而，可以改變或調整該比率，以提高該電極對特定氣體
或組分的敏感性。
10 圖6顯示了電極14-1，它具有乙炔電極602和氫電極604之間的
約3:1的面積比。粘結劑部分由606表示。乙炔電極面積與氬電極面積的面積比范圍在約10:1至約1:10之間，或特定的應用所要求的其他比率。當待檢測的兩種氣體為乙炔和氫時，乙炔/氫電極表面積比的優選范圍為約1:1至約5:1。
15 圖7顯示了燃料電池傳感器的一個實施例的一部分的剖視圖。燃
料電池隔離件15具有裝入酸性凝膠電解質710的中心。通用電極14-2包括石墨紙層720和Pt-C(鉑-碳)層722組成。同樣，氛檢測電極704部分也包括石墨紙層720和Pt-C(鈾-碳)層722。氫檢測電極704還可以包括Teflon⑧覆層724。乙炔檢測電極702包括Nafion⑧隔膜層732
20和金層734。電絕緣粘結劑740使乙炔檢測電極和氬檢測電極結合，且一種這樣的粘結劑是Dow Coming 3145粘結劑/密封劑。
所用酸性電解質710由某種組合物制成以使得在乙炔電極702處發生乙炔的電化學氧化反應并且在氬電極704處發生氬的電化學反應，以及在通用電極14-2(位于圖7底部)處發生氧還原； 一般而言，
25 電解質是酸性的。出于該目的，可以使用與根據本發明的檢測器的電化學工作原理有關的任何類型的酸性電解質。因此，可以通過由酸(如磷酸、硫酸或高氯酸)組成的電解質來起動氧化還原反應。該電解質可以是凝膠電解質，即由傳統膠凝劑，如Cab-0-Sil⑧(Cabot.公司的注冊商標)煅制氧化硅而膠化的電解質。例如，該電解質也可以是包含硫酸的凝膠電解質。另一方面，電解質可以是固態酸質子傳導電解質，它
可以例如是聚合物電解質；該電解質尤其可以是固態離子傳導基體，例如全氟磺酸聚合物。這種固態電解質的一種類型是Nafion⑧全氟磺5 硫聚合物。在下文中，除非另有說明，這些類型的隔膜或基體就是單單指Nafion 。其它質子傳導膜或基體可以例如從Dow Corning⑧獲得。酸性電解質還可以包括硫酸(H2S04)、煅制氧化硅(Si02)和水(H20)組成。
圖8顯示了本發明的另一實施例的俯視圖。乙炔檢測電極和氫檢10 測電極可包括容納在單個設備內的多個電極。在此實施例中，并且僅作為一個實例，傳感器100可以包括兩個乙炔檢測電極802和兩個氬檢測傳感器804。電極802、 804可設置在裝有酸性凝膠電解質的四個獨立腔體上。 一個通用電極可布置在裝有電解質的腔體的相對側。僅作為示例使用四個電極，并且可將任意數量的乙炔和/或氫檢測電極布15 置在傳感器100內。
圖9顯示了圖8的傳感器的成角度側^L圖。可在隔離件15的頂部看到一個乙炔電極802和兩個氫電極804。在此視圖中，可看到三個腔體，它們以虛線顯示，并且這些腔體中裝有酸性凝膠電解質910。通用電極14-2包括石墨紙層920和柏-碳層922。通用電極14-2跨越20 電極802和804下面的所有四個腔體。氫檢測電極804包括石墨紙層920和柏-碳層922。乙炔檢測電極802包括Nafion⑧隔膜932和金層934。
圖10顯示了本發明的另一實施例的俯視圖。在此實施例中，三個乙炔^r測電極802和一個氬^^測電極804布置在隔離件15上。這25三個乙炔檢測電極將提高該設備對乙炔的敏感性，同時降低或維持對氫的敏感性。此實施例具有乙炔檢測電極對氫檢測電極的3:1的面積比。
乙炔檢測電極和氬檢測電極可通過適當的固定負載阻抗(如500-2200歐姆)而連接到通用電極。在一個實施例中，2200歐姆的固 定負載阻抗可連接到乙炔檢測電極，500歐姆的固定負載阻抗可連接 到氫檢測電極。任何合適的電信號測量器件可以附連在負載阻抗上， 以便能夠允許對由(l)乙炔檢測電極和通用電極之間，以及(2)氫檢測電 5 極和通用電極之間發生的氧化還原反應所產生的電壓進行測量。該電 信號測量器件可連接到任何適當的顯示器件上，以提供對乙炔和氫濃 度的可視讀取。燃料電池產生的信號大致是電流，該電流具有與所關 注的流體中的乙炔含量和氫含量成比例的電流強度。
傳感器設備100可用于同時檢測流體(如變壓器的電介質油)中的
乙炔感測電極和通用電極之間測得的獨立信號與待分析的流體中的 乙炔濃度成比例。氫感測電極和通用電極之間測得的獨立信號與待分 析的流體中的氬濃度成比例。如上所述，通過相對于氫檢測電極的表 面積增加乙炔檢測電極的表面積，可以使傳感器的敏感性對乙炔更靈
15敏。相反，通過相對于乙炔檢測電極表面積來增加氫檢測電極的表面 積，可以使傳感器的敏感性對氫更靈敏。
主要關于檢測乙炔和氫描述了傳感器設備100。然而，傳感器設 備還可用于檢測其它氣體或流體組分。此外，通過使用安裝在單個傳 感器設備內的適當的電極，可以檢測一種、二種、三種或更多種氣體。
20可用本文描述的傳感器來檢測和測量其它組分或氣體，包括但不限于
氬(H》、 一氧化碳(CO)、曱烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙烯(C2H4)和乙炔
(C2H2)。
雖然已經根據各具體實施例描述了本發明，但是本領域技術人員 應當認識到，可用權利要求的精神或范圍內的變型來實施本發明。
權利要求
1. 一種用于檢測乙炔和氫其中至少一種在流體中的存在的燃料電池傳感器(100)，包括感測元件(4-1)，其包括彼此隔開的第一感測元件和第二感測元件，所述第一感測元件(502)用于感測乙炔，且所述第二感測元件(504)用于感測氫；通用電極(4-2)；燃料電池隔離件(15)，其具有設置在所述感測元件和所述通用電極之間的酸性電解質；其中，所述感測元件構造成具有所述第一感測元件面積相對于所述第二感測元件面積的比率。
2. —種用于檢測乙炔和氫其中至少 一種在流體中的存在的燃料 電池傳感器(IOO)，包括15 用于感測乙炔的至少 一個第 一感測元件(802);用于感測氫的至少一個第二感測元件(804); 通用電才及(4-2);燃料電池隔離件(15),其具有設置在所述第一檢測元件及第二檢 測元件兩者與所述通用電極之間的酸性電解質。
3.根據權利要求1所述的燃料電池傳感器，其特征在于，所述比率介于約1:1至約5:1之間。
4. 根據權利要求1所述的燃料電池傳感器，其特征在于，所述 第一感測元件和所述第二感測元件通過絕緣粘結劑彼此隔開。
5. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的燃料電池傳感器， 25 其特征在于，所述第一感測元件包括滲氣性金膜和離子交換隔膜；以及 所述第二感測元件和所述通用電極包括石墨層和鉬-碳層。
6. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的燃料電池傳感器，其特征在于，所述燃料電池傳感器還包括氣體可透過的隔膜，其位于所述流體和所述感測元件之間，所述氣體可透過的隔膜包括含氟聚合物膜和多孔支撐件。
7. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的燃料電池傳感器，其特征在于，所述酸性電解質包括硫酸(H2S04)、鍛制氧化硅(Si02)和水(H2())中的至少一種。
8. 根據上述權利要求中任一項權利要求所述的燃料電池傳感器，其特征在于，所述燃料電池隔離件(15)包括聚丙烯。
9. 一種電化學感測元件(100)，包括多個感測電極；以及通用電纟及(4-2);其中，所述電化學感測元件可用于對溶于流體中的多種不同氣體進行同時測量或定量。
10. 根據權利要求9所述電化學檢測元件，其特征在于，所述多個感測電極還包括對乙炔敏感的至少一個第一電極；以及對氫敏感的至少一個第二電極；以及至少一個通用電極；其中，所述電化學感測元件可用于同時對溶于所述流體中的乙炔和氫進行測量。
全文摘要
本發明涉及用于測量和檢測溶于流體中的乙炔和氫的傳感器裝置。提供了一種用于檢測乙炔和氫在流體中的存在的燃料電池傳感器(100)。該傳感器包括具有彼此隔開的第一氣體擴散電極和第二氣體擴散電極的感測元件(4-1)。該第一氣體擴散電極可用于感測乙炔。第二氣體擴散電極可用于感測氫。具有酸性電解質的燃料電池隔離件(15)設置在感測元件和通用電極(4-2)之間。感測元件可構造成具有第一氣體擴散電極面積相對于第二氣體擴散電極面積的比率。
文檔編號G01N27/406GK101477076SQ20091000186
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月4日 優先權日2008年1月2日
發明者E·巴貝斯-多尼, Y·格林考特 申請人:通用電氣公司