[其他]用于測量流體媒介中氣體濃度和溫度的探測器和測量設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200990100701.5
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN203216894U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬克·安東尼·斯蒂爾·亨森;馬修·保羅·希爾斯
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)境監(jiān)控有限公司
• 主分類號: G01N27/411
• 分類號: G01N27/411
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明創(chuàng)造涉及用于監(jiān)測氣體濃度的方法和設(shè)備，特別是流體媒介(諸如氣態(tài)或液體媒介)中氣體的濃度。本發(fā)明創(chuàng)造還涉及流體媒介溫度的監(jiān)測。?

背景技術(shù)

用于監(jiān)測諸如熔融金屬的流體媒介溫度的傳統(tǒng)設(shè)備包括安置在有盲端的管內(nèi)的熱電偶。熱電偶末梢、或者熱電偶聯(lián)結(jié)部位于管的盲端附近，而兩個熱電偶線路沿著管的長度延伸。管或者護套通常是金屬(諸如鋼)的，并且外徑大約3mm。在管內(nèi)，通過壓緊的、非導電礦物粉末隔開并環(huán)繞熱電偶線路以提供熱電偶線路之間以及線路與管之間的電絕緣。在管的與盲端相對的末端處，熱電偶線路的末端以及管連接到從管的末端延伸的熱電偶補償線纜以允許連接到監(jiān)測設(shè)備。通常通過電絕緣和氣密密封來密封管的末端以保護管內(nèi)的熱電偶組件。?

在諸如已公布的專利申請W02004/025289、WO2006/037992、WO2007/042805和WO2007/042808的文獻中描述了用于測量流體媒介中溶解氣體的濃度的已知探測器和傳感器，全部這些文獻整體經(jīng)引用并入本文。這些文獻描述了用于溫度升高的流體媒介中氫濃度的確定的傳感器。此類型的傳感器包括與金屬/氫基準標準相接觸的質(zhì)子傳導固體電解質(zhì)，金屬/氫基準標準容納在固體電解質(zhì)一側(cè)的密封室內(nèi)。在固體電解質(zhì)的相對面上放置或者涂覆有電極，電解質(zhì)的一面暴露于基準標準而另一側(cè)在密封室外部暴露于要測量的氫濃度。可以構(gòu)建類似探測器用于測量其他氣體(諸如氧)。在該情形中，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解的，將會使用氧基準標準和氧離子傳導固體電解質(zhì)。?

可以用各種方便的幾何形狀來實施此類型的傳感器，如WO2006/037992中所述。特別地，可以方便地把傳感器封裝在一端密閉地密封而另一端通過固體電解質(zhì)密封的、并且含有基準標準的陶瓷管內(nèi)。把第一電極放置固體電解質(zhì)在密封管或室內(nèi)的表面上，并且進行從電極到?穿過密閉密封來延伸的金屬線頭(stab)或者接觸部的電連接。隨后可以進行到接觸部的方便的連接，以監(jiān)測第一電極處的電壓。把第二電極放置在固體電解質(zhì)的外表面上，并且可以通過任何方便的方式進行到此電極的電連接。?

可以方便地把此類型的傳感器裝配在適當支撐物的末端處以形成探測器，如WO2006/037992中所述。隨后可以把探測器承載傳感器的末端浸入例如溫度高的流體媒介中，以測量流體媒介內(nèi)的氣體濃度。?

實用新型內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造提供了探測器、用于制造探測器的方法、用于監(jiān)測流體媒介中氣體濃度和溫度的方法、以及測量設(shè)備，如現(xiàn)在應(yīng)當參考的所附獨立權(quán)利要求中所定義的。在從屬子權(quán)利要求中敘述了本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選或有益特征。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，提供一種用于測量流體媒介中氣體濃度和溫度的探測器，包括：管狀支撐物，該支撐物的探測器端用于在使用中在流體媒介中進行接觸；在管狀支撐物內(nèi)延伸的熱電偶，包括熱電偶聯(lián)結(jié)部以及兩個熱電偶線路；以及氣體濃度傳感器，包括第一和第二電極；其中，該傳感器被支撐在管狀支撐物的探測器端處，并且該第一電極電連接到熱電偶。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，管狀支撐物是導電的，并且第二電極電連接到管狀支撐物。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，傳感器包括固體電解質(zhì)，電解質(zhì)的第一面承載第一電極并且在使用中暴露于要測量其濃度的氣體，而電解質(zhì)的第二面承載第二電極并且在使用中暴露于基準材料。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，傳感器包括固體電解質(zhì)，電解質(zhì)的第一面承載第一電極并且在使用中暴露于基準材料，而電解質(zhì)的第二面承載第二電極并且在使用中暴露于要測量其濃度的氣體。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，基準材料是固體基準材料。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，傳感器是包括電連接到第一電極的第一接觸部的獨立單元，并且第一接觸部借助于卷曲連接或者通過焊接、尤其是硬釬焊或軟釬焊連接到熱電偶。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，第一電極電連接到熱電偶聯(lián)結(jié)部。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，任一熱電偶線路能用于在使用期間感測第一電極處的電壓。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，第一電極電連接到熱電偶線路中的一個熱電偶線路，該線路能用于在使用期間感測第一電極處的電壓。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，探測器包括管狀支撐物內(nèi)的用于防止氣體在支撐物內(nèi)流動的塞子。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，探測器包括在管狀支撐物的探測器端處緊固的蓋子，傳感器在蓋子內(nèi)。?

根據(jù)本實用新型的一個實施例，蓋子是穿孔的金屬蓋子，用于在使用中允許氣體從流體媒介朝向傳感器擴散。?