[发明专利]一种高温氢气浓度测量元件

权利要求书

1.一种高温氢气浓度测量元件，其特征在于：包括检测器(101)和测量电路(102)；

第一热导池(201)和第二热导池(202)分布在检测器(101)上，并与样气通道连接，样气入口(701)和样气出口(702)均与所述样气通道连接；第一伴热装置(501)和第二伴热装置(502)分别安装在检测器(101)的侧面和底面；所述检测器(101)呈柱状，所述第一热导池(201)和第二热导池(202)在圆周方向均匀地交叉分布在检测器(101)上；

第一测温元件(601)和第二测温元件(602)分别布置于第一热导池(201)和第二热导池(202)周边；第一热敏电阻(301)和第二热敏电阻(302)分别安装在第一热导池(201)和第二热导池(202)中，并连接成双臂串并联不平衡电桥(902)；

测量电路(102)包括微处理器电路(904)、功率放大控制电路(921)和所述双臂串并联不平衡电桥(902)；

所述微处理器电路(904)接收来自所述双臂串并联不平衡电桥(902)、所述第一测温元件(601)和第二测温元件(602)的信号，并输出控制信号给所述功率放大控制电路(921)以控制所述第一伴热装置(501)和第二伴热装置(502)。

2.如权利要求1所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：还包括对流换热结构，所述对流换热结构包括节流孔(401)，所述节流孔(401)一端与相应的第一热导池(201)或第二热导池(202)连通，另一端与所述样气通道连通以使样气可以在第一热导池(201)或第二热导池(202)加热后上升，经由节流孔(401)下降。

3.如权利要求2所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：所述节流孔(401)与相应的第一热导池(201)或第二热导池(202)连通的一端的顶部与相应的第一热导池(201)或第二热导池(202)的发热段顶部平齐；所述第一热导池(201)和第二热导池(202)直径为5mm～10mm；所述节流孔(401)直径为1mm～2mm。

4.如权利要求1所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：所述第一测温元件(601)和第二测温元件(602)为铠装测温元件；所述铠装直径为0.5mm～2mm，铠装长度至少为20mm；所述第一测温元件(601)插入深度为所述第一热导池(201)高度的一半；所述第二测温元件(602)插入深度为所述第二热导池(202)高度的一半。

5.如权利要求1所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：所述第一热敏电阻(301)包括纯度至少99.95％的铂金丝，以螺旋状缠绕在绝缘芯体上；第二热敏电阻(302)包括纯度至少99.95％的铂金丝材质，以螺旋状缠绕在绝缘芯体上；第一热敏电阻(301)和第二热敏电阻(302)安装固定于第一热导池(201)和第二热导池(202)的中心位置。

6.如权利要求5所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：所述第一热敏电阻(301)和第二热敏电阻(302)在0℃下的初始电阻值均为20Ω～70Ω；两者在0℃下的初始电阻值差值为±(1Ω～10Ω)，额定工作温度均为140℃～250℃，最大工作温度不超过300℃，额定工作电流均为20mA～70mA，最大工作电流不超过100mA。

7.如权利要求1所述的高温氢气浓度测量元件，其特征在于：所述双臂串并联不平衡电桥(902)输出信号先经过仪表放大滤波电路(903)进行信号放大及滤波，再进入微处理器电路(904)进行信号处理；湿度传感器(931)信号进入微处理器电路(904)以便所述微处理器电路(904)对样气混合热导率进行水蒸气补偿，得到氢气浓度，水蒸气补偿范围为0％～100％，氢气浓度通过接口电路(905)远传。