[發明專利]氫傳感器

有效

• 申請號: 201680053542.2
• 申請日: 2016-09-16
• 公開（公告）號: CN108027333B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 植田敏嗣;大井川寬
• 申請（專利權）人: KOA株式會社
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22
• 代理公司: 北京瑞盟知識產權代理有限公司 11300
• 代理人: 劉昕

本發明是關于對氫的濃度進行測量的氫傳感器的發明，從而提供一種靈敏度高且量產性優異的氫傳感器。本發明的氫傳感器的特征在于，晶體板(1)上形成有至少第一晶體振子(2)和第二晶體振子(3)，第一晶體振子在兩面形成有由鉑黑的鉑涂膜(8)形成的氫反應催化劑層(4)，第二晶體振子上形成有氫非反應層(5)，通過氫反應催化劑層而使氫被氧化，并以因氧化熱而上升了的第一晶體振子的溫度作為第一晶體振子的固有頻率的變化，并以第二晶體振子的固有頻率作為基準來進行測量，從而對氫濃度進行測量。

技術領域

本發明涉及一種對氫的濃度進行測量的氫傳感器的發明，從而提供一種靈敏度高且量產性優異的氫傳感器。

背景技術

為了應對環境問題，則氫作為能源而備受關注。即，氫作為燃料電池的燃料、或者內燃機中直接燃燒的燃料等而備受關注。其特征在于，即使氫燃燒也僅生成水，從而每單位重量的能量密度高。而且，因為氫可通過利用太陽電池等電能來電解水而容易獲得。

另一方面，氫與氧混合會因火花等而簡単地發生爆炸，因此需要準確地檢測出來自儲氣罐等容器的泄漏。即，氫在空氣中的濃度超過4％時會產生爆炸的可能性，因此期望出現容易量產的對該濃度進行檢測的傳感器。

因此，如專利文獻1所公開那樣，開發一種如下的發明，即，在晶體的結晶板之上形成氫反應催化劑層，通過該催化劑層的作用而使氫被氧化并產熱，從而掌握晶體的結晶板的溫度上升、固有頻率發生變化來對氫濃度進行測量。

專利文獻1所公開的發明為在晶體振子的表面形成氫反應催化劑層，從而其特征在于已經確立出量產方法，實用性高。

此外專利文獻2所公開的發明與專利文獻1所公開的發明相比測量值穩定。即為晶體板的第四區域單面或雙面形成氫反應催化劑層，且晶體板的表面的5區域形成同樣的氫非反應層的結構。并且，通過氫反應催化劑層而使氫被氧化，并且以晶體板的5區域的固有頻率為基準對因氧化熱實現的晶體板的第一晶體振子的固有頻率的變化進行測量，并對氫濃度進行測量。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-224581號公報

專利文獻2：日本特開2010-256157號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，上述那樣的專利文獻1所公開的現有的氫傳感器存在如下問題，即，通過氫反應催化劑層的發熱而使晶體振子的溫度上升來對氫濃度進行測量，因而測量值會因所使用的環境的溫度而偏離。

此外，專利文獻2所公開的發明的特征在于，即使相對于氣氛溫度的變化，測量值也會處于穩定，但存在如下需求，即，欲獲求靈敏度高的傳感器。另一方面，還需要滿足如下要求，即，欲防止通過提高靈敏度使相對于晶體振子的沖擊的強度下降的要求、和欲提高量產性的要求。

本發明著眼于以上方面，從而想要提供一種如下的氫傳感器，即，測量數據因環境溫度本身、環境溫度的變化而產生誤差的情況較少且靈敏度高，而且即使靈敏度提高，強度也不會不足，并且量產性也優異的氫傳感器。

用于解決課題的方案

本發明中的氫傳感器的特征在于，晶體板上至少形成有第一晶體振子和第二晶體振子，所述第一晶體振子在兩面形成有由鉑黑的鉑涂膜形成的氫反應催化劑層，所述第二晶體振子上形成有氫非反應層，通過所述氫反應催化劑層而使氫被氧化，并且以因氧化熱而上升了的所述第一晶體振子的溫度作為所述第一晶體振子的固有頻率的變化，并以所述第二晶體振子的固有頻率作為基準來進行測量，從而對氫濃度進行測量。