CN112382423A - 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 - Google Patents
耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112382423A CN112382423A CN202011397521.7A CN202011397521A CN112382423A CN 112382423 A CN112382423 A CN 112382423A CN 202011397521 A CN202011397521 A CN 202011397521A CN 112382423 A CN112382423 A CN 112382423A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydrogen
- measuring
- probe
- electrode
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 249
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 249
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 246
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 59
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 74
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 74
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 81
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 66
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 45
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 34
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 19
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 16
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 10
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000011232 storage material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 8
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910003331 YBaCo4O7+δ Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 229910020200 CeO2−x Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GIMWDLLVKMZDMJ-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Fe].[Pt] Chemical compound [Mn].[Fe].[Pt] GIMWDLLVKMZDMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 claims description 3
- MMAADVOQRITKKL-UHFFFAOYSA-N chromium platinum Chemical compound [Cr].[Pt] MMAADVOQRITKKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QNWDQRWHBHBLSM-UHFFFAOYSA-N cobalt iron platinum Chemical compound [Fe].[Co].[Pt] QNWDQRWHBHBLSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 6
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 4
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 3
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000005250 beta ray Effects 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004337 Ti-Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011209 Ti—Ni Inorganic materials 0.000 description 1
- DDPNPTNFVDEJOH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Zr+4].[O-2].[Ce+3] Chemical compound [O-2].[Zr+4].[O-2].[Ce+3] DDPNPTNFVDEJOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012668 chain scission Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- CJTCBBYSPFAVFL-UHFFFAOYSA-N iridium ruthenium Chemical compound [Ru].[Ir] CJTCBBYSPFAVFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEYNFUIKYCSXFM-UHFFFAOYSA-N platinum tantalum Chemical compound [Ta][Pt][Ta] LEYNFUIKYCSXFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATYZRBBOXUWECY-UHFFFAOYSA-N zirconium;hydrate Chemical compound O.[Zr] ATYZRBBOXUWECY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/003—Remote inspection of vessels, e.g. pressure vessels
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/307—Disposable laminated or multilayered electrodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/40—Semi-permeable membranes or partitions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头，所述氢气测量探头包括探头外壳、氢气测量元件和固定组件，探头外壳设有覆盖过滤网的氢气测量入口，固定组件用于将氢气测量元件固定在探头外壳中；氢气测量元件采用催化电化学方式测量氢气浓度，包括内设绝缘层的测量元件外壳、过滤渗透膜、测量电极、对电极、参比电极、电解质层、储氧层和氢气测量元件引线，所述储氧层采用金属储氧和释放生产氧气的材料，能够持续释放氧气。所述氢气浓度测量装置采用所述氢气测量探头测量氢气分压。本发明适用于核电厂高温、高压、高湿、高辐射环境下的氢气浓度测量，也适用于其他恶劣环境下的氢气浓度测量。
Description
技术领域
本发明属于氢气浓度测量领域，更具体地说，本发明涉及一种耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头。
背景技术
核电厂在发生严重事故时，安全壳内会产生大量的氢气，氢气的爆炸会威胁核电厂安全屏障的完整性。核电厂事故工况下所产生大量氢气的来源如下：事故早期，锆-水反应高速率地产生氢气；事故中后期，水的辐照分解、堆芯融溶物和混凝土的反应，也会产生大量氢气。大量氢气的聚集使安全壳内氢气浓度有超过爆炸限4％的可能，存在爆炸的危险。为避免氢爆燃事故破坏安全壳完整性，需要构建氢气测量系统对安全壳不同位置的氢气聚集状态进行监测，以在事故发生后实施有效地干预。
在事故工况下，安全壳内的气体组成是以空气与水蒸气为主，且含有氢气及其他气体的高温高压混合性气体。事故工况下反应堆放出大量的热量，安全壳内温度的升高伴随着压力的升高，同时大量放射性物质释放到安全壳厂房内。二代和二代加核电厂要求严重事故氢气浓度测量仪表可耐受温度150摄氏度、压力6bar、累计辐照剂量1×105Gy，三代核电厂要求耐受温度170摄氏度、压力6.5bar、累计辐照剂量6.96×105Gy(γ射线)、7.54×105Gy(β射线)。
由于事故工况下安全壳内气体呈现高温、高压、高放射性的特点，给氢气浓度的测量增加了很大的难度。因此核电厂需要有一套用于严重事故氢气浓度测量的装置，但是安全壳内在严重事故时环境条件通常较为恶劣，如高温、高压、高辐照等恶劣环境，不利于操作人员对事故的连续监测，较难采用有效的方式监测氢气浓度，对安全壳内的设备有极高要求。
现有的第一种严重事故氢气浓度监测装置是利用催化反应原理、通过测量反应热间接测量氢气浓度，但是该装置只有在有氧环境下才能使用，而且热损失、反应部件和催化反应部件的距离都影响测量精度，氢气浓度测量精度无法保证，高湿度下水滴进入到催化单元也会导致其测量失效。
现有的第二种严重事故氢气浓度监测装置是将气体抽出安全壳外进行测量，但是将放射性气体抽出安全壳外经过降温、降压再测量，所测得参数较难准确真实表征安全壳内氢气浓度，而且将放射性气体抽出安全壳外还会存在取样管线的破裂的情形，进一步增加安全壳的泄漏点，同时也将增加安全壳外人员受照射的风险，安全性不高。
现有的第三种严重事故氢气浓度监测装置是采用基于催化反应电化学原理的氢气浓度传感器测量氢气浓度，但是基于催化反应电化学原理的氢气浓度传感器对于其半透膜和电解液有较高的要求，由于存在液体介质，无法耐受更高的温度，而且浓硫酸如果泄露，会对周边环境造成影响。另外，所使用的氢气半透膜会影响氢气浓度传感器的响应时间，导致其响应速度较慢。
现有的第四种严重事故氢气浓度监测装置是利用基于钯基合金吸氢原理的氢气传感器测量氢气浓度，但是这种装置只能是在温度压力某一个给定情况下测量，非连续检测空间中氢气浓度；另外，氢气浓度探头暴露在高温和湿蒸汽的环境，蒸汽可能会使其电阻测量回路短路或测量失效，该测量方式的可靠性较低。
现有的第五种严重事故氢气浓度监测装置是采用电化学原理测量高温环境下的氢气浓度，但是所使用的PEEK材料以及扩散膜，耐受辐照能力较弱，因此无法直接用于高辐照环境，而且储氧量不足，在运行时氧气消耗后，会影响使用寿命。
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置和氢气测量探头。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头，以保证能够在有氧、无氧、高温、高压、高湿、辐射以及高氢气浓度情况下实现氢气浓度的准确测量。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头，其包括探头外壳、氢气测量元件和固定组件，探头外壳设有覆盖过滤网的氢气测量入口，固定组件用于将氢气测量元件固定在探头外壳中；
所述氢气测量元件采用催化电化学方式测量氢气浓度，包括内设绝缘层的测量元件外壳、过滤渗透膜、测量电极、对电极、参比电极、电解质层、储氧层和氢气测量元件引线，其中，过滤渗透膜固定在测量元件外壳的一端，储氧层固定在测量元件外壳的另一端，测量电极、对电极、参比电极均设置在测量元件外壳内部；测量电极靠近过滤渗透膜设置，对电极和参比电极共同设置于测量电极背向过滤渗透膜的一侧，电解质层设置于测量电极与对电极、参比电极之间，对电极、参比电极所在层与储氧层之间的空间为储氧空间；氢气测量元件引线至少有三根，分别与测量电极、对电极、参比电极连接；
所述储氧层采用金属储氧和释放生产氧气的材料，能够持续释放氧气。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述储氧层包括释氧材料、储氧材料和催化材料，释氧材料为过氧化钙CaO2，储氧材料为CeO2-x或YBa(Co1- xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ，催化材料选用铑、钌、钯、金、铱、银、铂或前述金属的合金；所述储氧层还包括吸水材料或是在储氧层朝向测量元件外壳内部的一侧设置吸水层，吸水材料或吸水层用于吸收探头内的水分，确保空气相对干燥，并锁住水分供储氧层使用。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述测量元件外壳采用机械强度强、耐辐照特性的不锈钢，绝缘层防止测量电极与对电极导通，选用PEEK或ETFE材料。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述过滤渗透膜为双层结构半透膜，包括外层选择性透过膜和内层选择性透过膜，外层选择性透过膜为PET选择性透过膜或致密陶瓷膜，内层选择性透过膜为钯合金膜或铌合金膜。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述测量电极和对电极为金属多孔性碳电极板，包括电极支撑层和催化剂层，所述电极支撑层的支撑材料为ETFE；测量电极催化剂层的电极催化剂采用铂或铂合金，对电极催化剂层的电极催化剂采用铑、钌、钯、金、铱、银、铂中的一种或几种金属的混合物或与其他金属的合金；所述参比电极起到稳定电势零点的作用，选择与测量电极相同的金属多孔性电极板。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述对电极催化剂层的电极催化剂选自铂合金，优选铂铬合金、铂钛合金、铂铁锰三元合金或铂铁钴三元合金。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述对电极还包括固体氧化剂层，固体氧化剂层的氧化剂采用CeO2-x或YBa(Co1-xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ或氧化铈-氧化锆。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述电解质层采用95％～99％的浓磷酸为液体物质，并设有电解液保持材料用于吸附浓磷酸，电解液保持材料包括碳化硅和ETFE。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述氢气测量探头还包括加热组件，加热组件包括加热支撑层、温度探头、温度探头引线、加热元件及加热元件引线；加热支撑层是加热组件的结构支撑部件，温度探头紧贴固定于加热支撑层，加热元件为固定于加热支撑层的金属加热片或陶瓷加热器。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的一种改进，所述氢气测量探头还包括电缆格兰和防喷淋组件，电缆格兰安装于探头外壳，采用耐高温耐辐照的快速接头，确保探头外壳内部空间密封，同时保证探头外壳内的引线与探头外壳外的电缆快速连接；探头外壳包括密封连接的探头上外壳和探头下外壳，防喷淋组件固定在探头上外壳，用于防止上部喷淋水直接喷至位于探头下外壳的氢气测量入口。
为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置，其包括测量待测位置压力的压力传感器、测量待测位置氢气分压的氢气测量探头以及信号处理和控制装置，所述氢气测量探头为上述任一段落所述的耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量探头；所述信号处理和控制装置通过电缆与压力传感器、氢气测量探头分别连接，用于采集压力传感器和氢气测量探头信号并对其进行处理，换算为氢气浓度。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置的一种改进，所述氢气测量探头信号包括氢气浓度信号和温度信号；所述信号处理和控制装置位于电子设备间，包括信号输入输出部件、处理部件和信号远传部件；所述信号输入输出部件通过耐高温耐辐照的电缆与压力传感器和氢气测量探头连接，用于采集压力传感器的压力信号、氢气测量探头的氢气浓度信号和温度信号；处理部件与信号输入输出部件连接，用于根据氢气浓度信号和压力信号计算被测气体中的氢气比例浓度，信号远传部件用于将氢气比例浓度输出给外部使用方。
作为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置的一种改进，所述处理部件还用于将温度信号换算为控制加热元件的加热控制信号，信号输入输出部件还用于接收加热控制信号，并将其转化为加热元件的电压和电流信号输出到加热元件。
与现有技术相比，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头适用于核电厂高温、高压、高湿、高辐射环境下的氢气浓度测量，也适用于其他恶劣环境下的氢气浓度测量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头进行详细说明。
图1为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置的总体结构示意图。
图2为本发明耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头的结构示意图。
图3为图2中氢气测量探头的氢气测量元件结构示意图。
图4为图3中氢气测量元件的原理示意图。
图5为图3中过滤渗透膜的一种优选结构。
图6为图1中信号处理和控制装置的结构示意图。
图7为图6中压力信号采集电路的示意图。
图8为图6中温度采集电路的示意图。
图9为图6中加热元件控制输出模块的示意图。
图10为图3中氢气测量元件的对电极的一个实施方式示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置包括：
测量待测位置压力的压力传感器10；
测量待测位置氢气分压的氢气测量探头20；
通过电缆30与压力传感器10和氢气测量探头20连接的信号处理和控制装置40，信号处理和控制装置40用于采集压力传感器10和氢气测量探头20的信号并对其进行处理，换算为氢气浓度。信号处理和控制装置40位于电子设备间。
所述待测位置可以是高温、高压、高湿度、辐照的恶劣环境，例如核电厂或其他恶劣环境，可适用于温度170摄氏度、压力6.5bar、累计辐照剂量6.96×105Gy(γ射线)、7.54×105Gy(β射线)、100％高温蒸汽环境。易于理解的是，待测位置也可以是温度、压力、湿度、辐照中的任一项或几项低于安全壳的相对温和环境。
氢气测量探头20是本发明氢气浓度测量装置的核心部件，承担氢气分压测量功能，以下对其进行详细描述。
请参阅图2，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量探头20包括探头外壳、电缆格兰22、防喷淋组件23、氢气测量元件24、加热组件和固定组件29。
探头外壳包括探头上外壳210和探头下外壳212，探头上外壳210和探头下外壳212采用304L或316L不锈钢材质或其他具备耐高温、耐辐射、耐腐蚀特点的不锈钢。探头下外壳210前端设有氢气测量入口，氢气测量入口覆盖有烧结不锈钢的过滤网213，确保其透气性和机械强度，同时可防止气溶胶等大颗粒物质进入探头外壳内，除氢气测量入口以外，探头外壳的其他部分为密封结构。探头上外壳210与探头下外壳212之间采用螺纹密封连接，为了确保外壳内部的空间密闭，还可采用耐高温耐辐照的密封胶在二者接缝处密封，确保探头外壳内部空间与外部空间隔绝，防止外部氢气从上下外壳接缝处进入探头外壳内部空间，同时避免内部气体外泄。
电缆格兰22安装于探头外壳，采用耐高温耐辐照的快速接头，确保探头外壳内部空间密封，同时能保证探头外壳内的引线与电缆30的快速连接，既能减少氢气测量探头20更换和连接时间，又能有效保证探头外壳内部空间密闭。
防喷淋组件23固定在探头上外壳210，用于防止上部喷淋水直接喷至探头下外壳212的氢气测量入口。防喷淋组件23可采用与探头上外壳210相同的材质。
请参阅图3和图4，氢气测量元件24的测量原理为：
在氢气测量元件24与外部被测气体接触面安装过滤渗透膜242，过滤渗透膜242允许氢气通过，同时避免水蒸气、O2和CO等气体侵入，最终确保氢分子浓度在过滤渗透膜内外两侧达到动态平衡。
测量电极243和对电极244都含有催化剂，测量电极243与测量气体的氢气接触，将氢气催化氧化反应，使其产生电子，生成氢离子。H+在电解质层246中从测量电极243传递到对电极244，对电极244侧有氧化层，进行还原反应。
测量电极：H2→2H++2e-；
对电极：1/2O2+2H++2e-→H2O。
电子在外电路传递，通过测量外测元件的电势，从而测量被测气体的氢气分子浓度。若被测气体中氢气分子含量较少，则电势较低；若被测介质的氢气分子含量较高，则电势较高。
为了让反应能够发生，测量电极243的电位必须保持在一个特定的范围内。但气体的浓度增加时，反应电流也增加，于是导致对电极244电位改变(极化)。由于测量电极243和对电极244是通过一个简单的负荷电阻连接起来的，虽然测量电极243的电位也会随着对电极244的电位一起变化，但如果气体的浓度不断地升高，测量电极243的电位最终有可能移出其允许范围，至此传感器将不成线性，因此两电极气体传感器检测的上限浓度受到一定限制。为此，设计一个恒电位工作电路和一个参比电极245。这样测量电极曲线相对于参比电极245保持固定值，在参比电极245中无电流流过，因此测量电极243和对电极244均维持在恒定的电位；对电极244则仍然可以进行极化，最终提高了测量范围。
依上述原理设计的氢气测量元件24包括内设绝缘层240的测量元件外壳241、过滤渗透膜242、测量电极243、对电极244、参比电极245、电解质层246、储氧层248和氢气测量元件引线249。其中，过滤渗透膜242固定在测量元件外壳241的一端，储氧层248固定在测量元件外壳241的另一端，测量电极243、对电极244、参比电极245均设置在测量元件外壳241内部。测量电极243靠近过滤渗透膜242设置，对电极244和参比电极245共同设置于测量电极243背向过滤渗透膜242的一侧，电解质层246密封于测量电极243与对电极244、参比电极245之间。对电极244、参比电极245所在层与储氧层248之间的空间为储氧空间。氢气测量元件引线249至少有三根，分别与测量电极243、对电极244、参比电极245连接。
测量元件外壳241采用机械强度强、耐辐照特性的材料，例如可选用304L或316L不锈钢材质或其他具备耐高温、耐辐射、耐腐蚀的特点的不锈钢。测量元件外壳241内设防止测量电极243与对电极244导通的绝缘层240，可选用PEEK(聚醚醚酮)材料或ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)材料。绝缘层240需要确保与测量元件外壳241绝缘，以防止对电极244和测量电极243导通，同时确保一定致密性，降低气体从绝缘层240的渗透率，可以将绝缘层240与其他组件及边缘用侵入氟密封胶的方法实现密封。
过滤渗透膜242固定在测量元件外壳241的一端，且确保边缘密封，可采用耐高温和耐辐照的密封胶密封边缘，例如氟密封胶等。过滤渗透膜242的作用是有效确保氢气渗入，防止水蒸气等大分子物质进入测量元件外壳241内。过滤渗透膜242采用半透膜，半透膜必须选择耐高温、有一定耐压强度、耐腐蚀、耐辐照能力。
具体来说，过滤渗透膜可选择PET(Polyethylene terephthalate，涤纶树脂)选择性透过膜，具有较小的分子筛，确保氢气等小分子气体选择性通过，价格便宜，一些大分子气体也可能伴随透过；或者采用钯或钯金属氢气选择性过滤膜，钯合金膜可选择钯铱、钯铱钌、钯银、钯铜、钯铬、钯镍合金等，金属纯钯膜在氢气选择性高，能100％通过，但是稳定性差，在氢气气氛下会发生相变，加入其他元素可改善性能抑制相变稳定性，但有些金属膜受CO等气体影响，最终影响渗透率；或者选择铌(Nb)合金膜，纯金属及单相合金无法兼顾高氢渗透度和抗氢脆性能，例如选择具有较高的氢气渗透度和抗氢脆性能的Nb-Ti-Ni三元合金。
为了克服以上情况，过滤渗透膜242可以采用两层选择性材料层，如图5所示。根据测量气体可能的分子情况及其直径，H2(0.289nm)、NO(0.317nm)分子直径类似，CO2(0.33nm)、O2(0.346nm)、N2(0.364nm)、CO(0.376nm)、CH4(0.38nm)、C2H4(0.39nm)直接较大，选型性透过膜可以采用双层结构：外层选择性透过膜可选择PET选择性透过膜或致密陶瓷膜，主要用于过滤掉0.32nm及以上的分子，重点是滤除H2O、CO、N2和O2；内层选择性透过膜选择钯合金膜或铌合金膜等氢气吸附性材料，制备在陶瓷选择性透过膜上，此设计能增强过滤气体效果，也能解决金属膜中毒等问题，最终渗透入传感器的气体仅有H2分子。
氢气测量元件24的测量电极243、对电极244为采用金属催化剂的多孔性碳电极板，电极板具有多孔性、低密度、机械强度大，耐腐蚀性好及低电阻等特性，包括电极支撑层和催化剂层。测量电极243主要用于催化反应，电极催化剂可采用铂或铂合金，测量电极243是直接接触氢气环境又要有效防止铂合金被一氧化碳等气体毒化而降低性能，因此，一方面在测量电极243前覆盖过滤渗透膜242将其他气体过滤掉，也能让氢气测量探头20可适用于高湿和水蒸气环境，另一方面可采用铂合金，改善电极被气体组分毒化的能力，例如采用铂钽二元合金等。对电极244是氢还原反应层，电极催化剂可采用铑、钌、钯、金、铱、银、铂中的一种或几种金属的混合物或与其他金属的合金，比如铂合金。对电极244可采用铂合金，铂合金可有效改善电极性能，确保较高的活性、较好的稳定性，也可选用铂铬合金(Pt-Cr)、铂钛合金(Pt-Ti)、铂铁锰三元合金(PT-Fe-Mn)、铂铁钴三元合金(Pt-Fe-Co)等。
测量电极243和对电极244的催化剂层较薄有利于更好地气体扩散和催化剂利用，层较厚则可包含更多的催化剂载量，提供更多的三相区域，因而，催化剂层厚度的优化需要兼顾质量传输和催化活性两方面，本发明的测量电极243和对电极244的催化剂层厚度为10～50μm。
测量电极243和对电极244的催化剂层是由一层较厚的多孔电极支撑层来加强，这个电极支撑层被称为气体扩散层(可使用碳纸)。气体扩散层可以保护精细的催化剂结构，提供一定的机械强度，允许气体自由地到达催化剂，改善导电性。电极支撑层的厚度通常在100～400μm。与催化剂层相似，较薄的电极支撑层通常可以提供较好的气体传输，但是同时可能导致电阻提高或机械强度下降。电极支撑层材料还需要考虑耐辐照特性，普通的PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(可溶性聚四氟乙烯)等材料耐受辐照能力差，在高能辐照下会产生断链，PTFE在高剂量辐射下会迅速分解，因此支撑材料可使用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等。
测量电极243和对电极244可采用喷涂、过滤或滚液压法等方式成型。作为其结构和加工形式和工艺的一种示例，测量电极243和对电极244采用三层结构：
第一层，电极支撑层。采用碳纸侵入30％～50％的ETFE乳液后，孔隙率降至60％左右，平均孔径为12.5μm。电极支撑层的厚度为0.2～0.4mm，起到支撑催化层作用，同时起收集和传导电流的作用。
第二层，扩散层。为便于在支撑层上制备催化层，在碳纸表面制备一层由X-72型炭和50％ETFE乳液混合、厚度约为1～2μm的扩散层，制备工艺可采用喷涂法。
第三层，催化剂层。在扩散层上覆盖由对应电极的金属催化剂+ETFE乳液(30％～50％)的催化层，厚度约为50μm，制备工艺可采用喷涂法。
参比电极245起到稳定电势零点的作用，可选择与测量电极243相同的金属多孔性电极板，也可选择与测量电极243不同的金属多孔性电极。参比电极245的结构可以设计为与测量电极243类似的多孔性电极结构，支撑材料可使用ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等。
电解质层246采用浓磷酸为液体物质，并设有电解液保持材料用于吸附浓磷酸。浓磷酸选择95％～99％的浓磷酸。本发明的电解质采用浓磷酸溶液，磷酸在常温下导电性小，在高温下具有良好的离子导电性，工作温度在200℃左右。磷酸无色，油状且有吸水的液体，在溶液中可离析出导电的氢离子。浓磷酸(质量分数为100％)的凝固点是42℃，低于这个温度，电解质将固化。氢气测量元件24工作时，由加热元件28和温度控制部件将其温度保持在200℃左右。用于吸附浓磷酸的电解液保持材料要求电子导电性低、热传导性与耐酸性良好，电解液保持材料包括碳化硅和ETFE，优选由碳化硅和ETFE制成。
由于对电极244上的反应需要氧气参与，密封的氢气测量元件24内又没有足够空间储存氧气，因此为了延长氢气测量探头20的寿命，在确保氢气测量元件24内有一定的储氧空间外，还需要设计储氧层248。储氧层248采用金属储氧和释放生产氧气的材料，能够持续释放氧气，同时具备一定调节氢气测量元件24内气体的能力。储氧层248需要在传感器工作温度200℃左右均具有储放氧气的能力。
本发明的储氧层248包括一定释氧材料、储氧材料和少量催化材料。释氧材料可选择过氧化钙CaO2，过氧化钙本身是白色或淡黄色结晶粉末，难溶于水，但溶于酸。根据过氧化钙CaO2的特性，吸水会缓慢释放出氧气，在氢气测量元件24运行环境下，吸收水释放出氧气，可以为对电极244提供氧。储氧材料可选择CeO2-x或YBa(Co1-xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ等，在贫氧环境时，储氧材料释放出晶格氧，保证对电极反应的氧气，同时与H2反应生成H2O；在富氧条件下，储氧材料可吸收储存氧，还能与CO、NO、H2等气体反应，改善氢气测量元件24内部空间的气体。催化材料用于消耗掉探头内部的可燃气体，比如少量H2、CO等气体，同储氧材料一起改善氢气测量元件24内气体。催化材料可选用铑、钌、钯、金、铱、银、铂等稀有金属和该金属的合金。储氧层248还包括吸水材料或是在储氧层248朝向测量元件外壳241内部的一侧设置吸水层247(如图3和图4所示)，吸水材料或吸水层247主要用于吸收氢气测量元件24内的水分，确保空气相对干燥，并锁住水分供储氧层248使用；吸水材料或吸水层247可选用耐高温棉或耐高温吸水树脂。
氢气测量引线249采用耐高温、耐辐照的绝缘电缆，例如，电缆芯线材质可选用Au、Pt、Cu等良好导体材质，护套绝缘材料可选用ETFE。
请继续参阅图2，氢气测量探头20的加热组件主要用于维持探头的工作温度，在探头运行时确保探头温度保持在200℃左右，如此既可以使浓磷酸长期处于液态，不结晶，保持导电特性，又可以确保氢气测量元件24在恒定温度下进行测量，得到恒定温度下的氢气反应曲线，降低外界高温变化对测量的影响。在图2所示实施方式中，加热组件安装在氢气测量元件24上部，且距离一定空隙。在不同的实施方式中，加热组件也可以安装在氢气测量元件24与探头外壳间的空隙中，提升温度控制效果。
加热组件包括加热支撑层26、温度探头27、温度探头引线270、加热元件28及加热元件引线280。
加热支撑层26是加热组件的结构支撑部件，可以采用网状的金属板结构支撑，确保一定的机械强度和厚度，不易变形。加热支撑层26的材料可选用304L或316L不锈钢材质或其他具备耐高温、耐辐射、耐腐蚀的特点的不锈钢。
温度探头27紧贴固定在加热支撑层26的下部，温度探头27可采用热电阻、热电偶等温度测量元件，温度探头引线270根据温度探头27选择耐高温、耐辐照的电缆。
加热元件28是加热组件的核心，既要考虑承受高温、耐辐照特性，还需考虑有较好的加热性能，可选择金属加热片或陶瓷加热器。金属加热片是将电阻发热丝固定在云母板(云母片)上的器件，加热材质可选择康铜、镍铬合金(Cr20Ni80)、镍铬合金(Cr30Ni70)等材质。陶瓷加热器采用高效热分部均匀的加热器、热导性佳的金属合金制作，可选用PTC陶瓷发热体或MCH陶瓷发热体(使用氧化铝陶瓷加内置电热丝作为发热体)。PTC陶瓷发热体由PTC陶瓷发热元件与铝管组成，PTC陶瓷是由钛酸钡(或锶、铅)为主成分，添加少量稀土(Y、Nb、Bi、Sb)、受主(Mn、Fe)元素以及玻璃(氧化硅、氧化铝)等添加剂，经过烧结而成的半导体陶瓷。陶瓷加热器不会在表面产生“发红”现象，相对较安全，因此加热元件28优选陶瓷加热器，陶瓷加热器可采用金属件固定在加热支撑层26上方。加热元件引线280采用耐高温、耐辐照的电缆。
固定组件29用于将氢气测量元件24固定在探头外壳中，并提供可固定安装加热支撑层26的位置，同时便于电缆引线从两侧引出至电缆格兰22。固定组件29可选用金属材料，例如304L或306L不锈钢等，固定组件的机械结构可结合具体产品进行结构设计。
请参阅图1和图6，以下对本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置中氢气测量探头20以外的部分进行说明。
压力传感器10可选用耐高温、耐高压、耐高辐照的压力传感器，例如选用耐高温、高辐照的机械压力式传感器。压力传感器10的信号主要是4～20mA的测量信号，送入压力信号采集电路420，压力信号采集电路420需先送入模拟量本质安全栅，然后送入两线制模拟量采集卡，将压力传感器电信号转化为数字信号后送入到氢气浓度换算模块442。
信号处理和控制装置40主要用于实现压力传感器压力信号的采集、氢气浓度信号的采集、氢气浓度信号的换算和输出、温度信号的采集和对加热元件进行加热控制等。信号处理和控制装置40包括信号输入输出部件42、处理部件44和信号远传部件46。信号输入输出部件42通过耐高温耐辐照的电缆30与压力传感器10和氢气测量探头20连接，用于采集压力传感器10和氢气测量探头20信号；处理部件44与信号输入输出部件42连接，用于处理压力信号和实现温度控制；信号远传部件46与处理部件44连接，用于实现将氢气信号远传。
电缆30用于传输氢气测量元件24信号、温度探头27信号、加热元件28的测量和控制信号。高温、高压、高湿、辐照环境下的电缆30需要选用耐受该环境条件的电缆，例如：电缆芯线材质可选用纯铜等良好导体材质，采用编织屏蔽，护套绝缘材料和外护套材料可选用ETFE的电缆。电缆30也可以选用矿物质绝缘层、金属合金外套的电缆，但该类电缆外壳较硬，不易敷设。在电子设备间的电缆段无需耐高温、高压、耐辐照，可适当降低电缆在该工况下的要求。
信号输入输出部件42通过耐高温耐辐照的电缆30与压力传感器10和氢气测量探头20连接，用于采集压力传感器10的压力信号、氢气测量探头20的氢气浓度信号和温度信号，还用于接收加热控制信号，并将其转化为加热元件28的电压和电流信号输出到加热元件28。信号输入输出部件42包括压力信号采集电路420、氢气浓度信号采集电路422、温度采集电路424、加热元件控制输出模块426。
请参阅图7，压力信号采集电路420配套压力传感器10，采集电路采用2线制的4～20mA模拟量信号输入到本质安全栅，然后送入到输入卡(两线制模拟量采集卡)，将压力传感器10的电信号转换为数字信号P全，压力信号处理后送到氢气浓度换算模块442。
氢气浓度信号采集电路422采用恒电位设计电路。根据电路设计，可采用三电极电路设计。通过检测恒电位电路的电流，根据氢气和电流的关系给出氢气的浓度。三电极电路可以有效地解决对电极消耗导致测量参考电位不稳定问题。三电极电路设计属于电化学传感器通用电路，此处不再赘述。根据法拉第第一定律，通过测量电极243和对电极244之间的电流I与扩散到达电极表面反应掉的H2的摩尔量NH2符合下式：NH2＝I/2F，其中，F为法拉第常数(96500C/mol)。
请参阅图8，温度采集电路424结合温度探头27选型，可选用热电阻、热电偶采集电路。温度探头27送入到温度采集安全栅，然后输入到输入卡。例如选用PT100的热电阻温度探头，则采用4线制采集电路，温度信号送入到4线制的温度采集安全栅，安全栅处理后的温度信号(4～20mA)送入到输入卡将温度信号转化为数字信号，温度信号处理后送入到温度控制回路444。
请参阅图9，加热元件控制输出模块426主要接收温度控制回路444的加热控制信号，并将其转化为加热元件28的压力和电流信号，通过输出安全栅电路输出到加热元件28。
处理部件44与信号输入输出部件42连接，用于根据氢气浓度信号和压力信号计算被测气体中的氢气比例浓度，还用于将温度信号换算为控制加热元件28的加热控制信号。处理部件44包括氢气浓度换算模块442和温度控制回路444。
氢气浓度换算模块442采集氢气浓度信号的电流信号I和被测气体的压力信号P全，主要的方程式如下：XH2，0＝KH2IRTδ/2FADP全；其中，XH2,0为在被测气体中的H2摩尔分率，KH2为换算常数，I为测量电流，R为通用气体常数，T为传感器的工作温度，δ为扩散层厚度，F为法拉第常数(96500C/mol)，A为测量电极面积，D为H2在扩散层内与空气混合气体的有效扩散系数，P全为混合气体压力。在不同的实施方式中，结合使用需要，还可将XH2,0换算为其他单位的值，供用户使用。
温度控制回路444接收温度采集电路424的温度信号换算为控制加热元件的加热控制信号。温度控制回路444可采用PID控制算法，对于温度信号与目标温度值(200℃)比较的偏差值作为PID控制回路的输入，通过PID控制算法计算，最终产生加热元件28的加热控制信号。
信号远传部件46包括氢气信号输出模块460，氢气信号输出模块460将氢气浓度换算完的氢气比例浓度XH2,0输出给外部使用方。
通过以上描述可知，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置是在高温、高压、高湿度、辐照环境下设计压力传感器10和氢气测量探头20，压力传感器10和氢气测量探头20的信号通过耐高温耐辐照电缆30送到电子设备间的信号处理和控制装置40进行处理，适用于核电厂高温、高压、高湿、高辐射环境下的氢气浓度测量，也适用于其他恶劣环境下的氢气浓度测量。
与现有技术相比，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置至少具有以下优点：
1)可实现在温度170℃、压力6.5bar、累计辐照剂量6.96×105Gy(γ射线)、7.54×105Gy(β射线)、100％高温蒸汽环境下的氢气浓度测量，同时还将其氢气浓度的测量温度提升到200℃；
2)采用的是催化电化学的方式测量氢气浓度，测量电极端采用固态氢反应金属，不依赖于氧气则可发生反应，也可测量外部有氧和无氧环境下的氢气浓度；
3)采用了本质安全电路设计，采用安全栅等组件，有效保证氢气测量系统的安全，降低系统自身导致氢气爆炸的可能性；
4)氢气测量元件24内增加储氧层，可有效释放和调节氢气测量元件24内气体的组分，延长使用寿命，同时密封良好，可避免氢气测量元件24内爆炸性气体与氧气反应而发生爆炸；
5)通过加热组件将氢气测量探头的工作温度保持在200℃左右，既可以使浓磷酸长期处于液态，不结晶，保持导电特性，又可以确保氢气测量元件24在恒定温度下进行测量，得到恒定温度下的氢气反应曲线，降低外界高温变化对测量的影响。
在不同的实施方式中，本发明耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置还可以做出如下改进：
1)氢气测量探头20可如上所述采用磷酸电解质的电化学测量原理，还可以采用其他电解质实现测量，也可以选用固体电解质的氢气浓度测量原理，固体电解质需要更高的温度下运行，从而对各类材料有新的要求；
2)请参阅图10，氢气测量元件24的对电极244还可采用双层固体电极材料，例如，一层采用前述的对电极作为基础对电极，电极催化剂可采用铑、钌、钯、金、铱、银、铂中的一种或几种金属的混合物或与其他金属的合金等，另一层采用CeO2-x或YBa(Co1-xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ或氧化铈-氧化锆，两层共同形成具有固体氧化剂的对电极，提升转化效率，且降低对储氧层的依赖，可以提供稳定氧化剂。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (13)
1.一种耐高温高压高湿辐射的氢气测量探头，其特征在于，
包括探头外壳、氢气测量元件和固定组件，探头外壳设有覆盖过滤网的氢气测量入口，固定组件用于将氢气测量元件固定在探头外壳中；
所述氢气测量元件采用催化电化学方式测量氢气浓度，包括内设绝缘层的测量元件外壳、过滤渗透膜、测量电极、对电极、参比电极、电解质层、储氧层和氢气测量元件引线，其中，过滤渗透膜固定在测量元件外壳的一端，储氧层固定在测量元件外壳的另一端，测量电极、对电极、参比电极均设置在测量元件外壳内部；测量电极靠近过滤渗透膜设置，对电极和参比电极共同设置于测量电极背向过滤渗透膜的一侧，电解质层设置于测量电极与对电极、参比电极之间，对电极、参比电极所在层与储氧层之间的空间为储氧空间；氢气测量元件引线至少有三根，分别与测量电极、对电极、参比电极连接；
所述储氧层采用金属储氧和释放生产氧气的材料，能够持续释放氧气。
2.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述储氧层包括释氧材料、储氧材料和催化材料，释氧材料为过氧化钙CaO2，储氧材料为CeO2-x或YBa(Co1-xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ，催化材料选用铑、钌、钯、金、铱、银、铂或前述金属的合金；所述储氧层还包括吸水材料或是在储氧层朝向测量元件外壳内部的一侧设置吸水层，吸水材料或吸水层用于吸收探头内的水分，确保空气相对干燥，并锁住水分供储氧层使用。
3.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述测量元件外壳采用机械强度强、耐辐照特性的不锈钢，绝缘层防止测量电极与对电极导通，选用PEEK或ETFE材料。
4.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述过滤渗透膜为双层结构半透膜，包括外层选择性透过膜和内层选择性透过膜，外层选择性透过膜为PET选择性透过膜或致密陶瓷膜，内层选择性透过膜为钯合金膜或铌合金膜。
5.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述测量电极和对电极为金属多孔性碳电极板，包括电极支撑层和催化剂层，所述电极支撑层的支撑材料为ETFE；测量电极催化剂层的电极催化剂采用铂或铂合金，对电极催化剂层的电极催化剂采用铑、钌、钯、金、铱、银、铂中的一种或几种金属的混合物或与其他金属的合金；所述参比电极起到稳定电势零点的作用，选择与测量电极相同的金属多孔性电极板。
6.根据权利要求5所述的氢气测量探头，其特征在于，所述对电极催化剂层的电极催化剂选自铂合金，优选铂铬合金、铂钛合金、铂铁锰三元合金或铂铁钴三元合金。
7.根据权利要求5所述的氢气测量探头，其特征在于，所述对电极还包括固体氧化剂层，固体氧化剂层的氧化剂采用CeO2-x或YBa(Co1-xAlx)4O7+δ或YBaCo4O7+δ或氧化铈-氧化锆。
8.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述电解质层采用95％～99％的浓磷酸为液体物质，并设有电解液保持材料用于吸附浓磷酸，电解液保持材料包括碳化硅和ETFE。
9.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述氢气测量探头还包括加热组件，加热组件包括加热支撑层、温度探头、温度探头引线、加热元件及加热元件引线；加热支撑层是加热组件的结构支撑部件，温度探头紧贴固定于加热支撑层，加热元件为固定于加热支撑层的金属加热片或陶瓷加热器。
10.根据权利要求1所述的氢气测量探头，其特征在于，所述氢气测量探头还包括电缆格兰和防喷淋组件，电缆格兰安装于探头外壳，采用耐高温耐辐照的快速接头，确保探头外壳内部空间密封，同时保证探头外壳内的引线与探头外壳外的电缆快速连接；探头外壳包括密封连接的探头上外壳和探头下外壳，防喷淋组件固定在探头上外壳，用于防止上部喷淋水直接喷至位于探头下外壳的氢气测量入口。
11.一种耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置，其特征在于，包括测量待测位置压力的压力传感器、测量待测位置氢气分压的氢气测量探头以及信号处理和控制装置，所述氢气测量探头为权利要求1至10中任一项所述的氢气测量探头；所述信号处理和控制装置通过电缆与压力传感器、氢气测量探头分别连接，用于采集压力传感器和氢气测量探头信号并对其进行处理，换算为氢气浓度。
12.根据权利要求11所述的氢气浓度测量装置，其特征在于，所述氢气测量探头信号包括氢气浓度信号和温度信号；所述信号处理和控制装置位于电子设备间，包括信号输入输出部件、处理部件和信号远传部件；所述信号输入输出部件通过耐高温耐辐照的电缆与压力传感器和氢气测量探头连接，用于采集压力传感器的压力信号、氢气测量探头的氢气浓度信号和温度信号；处理部件与信号输入输出部件连接，用于根据氢气浓度信号和压力信号计算被测气体中的氢气比例浓度，信号远传部件用于将氢气比例浓度输出给外部使用方。
13.根据权利要求12所述的氢气浓度测量装置，其特征在于，所述处理部件还用于将温度信号换算为控制加热元件的加热控制信号，信号输入输出部件还用于接收加热控制信号，并将其转化为加热元件的电压和电流信号输出到加热元件。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011397521.7A CN112382423B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
| PCT/CN2021/103692 WO2022033225A1 (zh) | 2020-12-03 | 2021-06-30 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011397521.7A CN112382423B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112382423A true CN112382423A (zh) | 2021-02-19 |
| CN112382423B CN112382423B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=74589476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011397521.7A Active CN112382423B (zh) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112382423B (zh) |
| WO (1) | WO2022033225A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113155918A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 中国核动力研究设计院 | 一种恒电位驱动型氢浓度传感器变送电路 |
| WO2022033225A1 (zh) * | 2020-12-03 | 2022-02-17 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
| WO2024066458A1 (zh) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 上海飞奥燃气设备有限公司 | 燃气管道天然气掺氢浓度的测量方法以及设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033425A (ja) * | 1999-07-19 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素ガスセンサ |
| CN103558253A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-05 | 中国石油大学(华东) | 基于钯/二氧化钛/二氧化硅/硅异质结的氢气探测器 |
| CN104538070A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 中广核工程有限公司 | 核电站安全壳内氢气浓度测量方法、装置及系统 |
| US20150247818A1 (en) * | 2012-10-16 | 2015-09-03 | Schlumberger Technology Corporation | Electrochemical hydrogen sensor |
| CN104914145A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-16 | 中国核动力研究设计院 | 一种基于催化反应电化学原理的氢气浓度传感器 |
| CN105723211A (zh) * | 2013-09-12 | 2016-06-29 | 韩国科学技术院 | 用于测量溶解在液体中的氢气浓度的氢传感器元件以及使用氢传感器元件测量测量氢气浓度的方法 |
| CN106770582A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 深圳市深安旭传感技术有限公司 | 新能源车用氢气传感器 |
| CN108254420A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 深圳市普晟传感技术有限公司 | 一种用于快速检测低浓度氢气的氢气传感器 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN206270286U (zh) * | 2016-12-01 | 2017-06-20 | 深圳市深安旭传感技术有限公司 | 高稳定性的氢气传感器 |
| CN109607477B (zh) * | 2018-12-07 | 2022-05-06 | 昆明理工大学 | 一种La-Cu-Mn系储氧-释氧材料及其制备方法与应用 |
| CN112382423B (zh) * | 2020-12-03 | 2024-04-09 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
-
2020
- 2020-12-03 CN CN202011397521.7A patent/CN112382423B/zh active Active
-
2021
- 2021-06-30 WO PCT/CN2021/103692 patent/WO2022033225A1/zh active Application Filing
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001033425A (ja) * | 1999-07-19 | 2001-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 水素ガスセンサ |
| US20150247818A1 (en) * | 2012-10-16 | 2015-09-03 | Schlumberger Technology Corporation | Electrochemical hydrogen sensor |
| CN105723211A (zh) * | 2013-09-12 | 2016-06-29 | 韩国科学技术院 | 用于测量溶解在液体中的氢气浓度的氢传感器元件以及使用氢传感器元件测量测量氢气浓度的方法 |
| CN103558253A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-05 | 中国石油大学(华东) | 基于钯/二氧化钛/二氧化硅/硅异质结的氢气探测器 |
| CN104538070A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 中广核工程有限公司 | 核电站安全壳内氢气浓度测量方法、装置及系统 |
| CN104914145A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-09-16 | 中国核动力研究设计院 | 一种基于催化反应电化学原理的氢气浓度传感器 |
| CN106770582A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 深圳市深安旭传感技术有限公司 | 新能源车用氢气传感器 |
| CN108254420A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 深圳市普晟传感技术有限公司 | 一种用于快速检测低浓度氢气的氢气传感器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王男;崔咪芬;陈献;汤吉海;乔旭;: "含铈硫酸氧盐储氧材料的制备及储/释氧性能研究", 化学反应工程与工艺, no. 03, pages 72 - 78 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022033225A1 (zh) * | 2020-12-03 | 2022-02-17 | 深圳中广核工程设计有限公司 | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 |
| CN113155918A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-23 | 中国核动力研究设计院 | 一种恒电位驱动型氢浓度传感器变送电路 |
| WO2024066458A1 (zh) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 上海飞奥燃气设备有限公司 | 燃气管道天然气掺氢浓度的测量方法以及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112382423B (zh) | 2024-04-09 |
| WO2022033225A1 (zh) | 2022-02-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112382423A (zh) | 耐高温高压高湿辐射的氢气浓度测量装置及氢气测量探头 | |
| Slade et al. | Systematic examination of hydrogen ion conduction in rare-earth doped barium cerate ceramics | |
| Iwahara et al. | High temperature-type proton conductive solid oxide fuel cells using various fuels | |
| Iwahara et al. | High temperature type protonic conductor based on SrCeO3 and its application to the extraction of hydrogen gas | |
| US6852434B2 (en) | Fuel cell assembly with an improved gas sensor | |
| US5273628A (en) | Mixed ionic-electronic conductors for oxygen separation and electrocatalysis | |
| US5124021A (en) | Solid electrolyte gas sensor and method of measuring concentration of gas to be detected in gas mixture | |
| US8288055B2 (en) | Fuel cell system having a hydrogen separation member | |
| US20140116877A1 (en) | Membrane/electrode assembly for an electrolysis device | |
| Pei et al. | An improved oxygen reduction reaction activity and CO2-tolerance of La0. 6Sr0. 4Co0. 2Fe0. 8O3-δ achieved by a surface modification with barium cobaltite coatings | |
| CA2642544C (en) | Proton conductive electrolyte and electrochemical cell having the same | |
| Sapountzi et al. | Electrochemical performance of La 0.75 Sr 0.25 Cr 0.9 M 0.1 O 3 perovskites as SOFC anodes in CO/CO 2 mixtures | |
| Hossain et al. | Conductivity of Gadolinium (III) Oxide (Gd_2O_3) in Hydrogen-containing Atmospheres | |
| Fujiwara et al. | Hydrogen production by steam electrolysis in solid acid electrolysis cells | |
| US10833344B2 (en) | Proton-conductive electrochemical device with integrated reforming and associated production method | |
| Tanaka et al. | Hydrogen extraction using one-end closed tube made of CaZrO3-based proton-conducting ceramic for tritium recovery system | |
| Hu et al. | Enhancing puncture voltage of La0. 8Sr0. 2Ga0. 8Mg0. 2O3-δ solid electrolyte membrane by improving CO2 reduction kinetics | |
| US20100015495A1 (en) | Electrochemical Device Comprising a Proton-Conducting Ceramic Electrolyte | |
| EP0639866B1 (en) | Stable air electrode for high temperature solid oxide electrolyte electrochemical cells | |
| Chatzichristodoulou et al. | High temperature and pressure electrochemical test station | |
| JP7021058B2 (ja) | 酸素濃度計測装置および原子炉施設 | |
| Matsumoto et al. | Mixed electronic-ionic conduction in Ru-doped SrTiO 3 at high temperature | |
| Jung et al. | Composition for fuel cell electrode | |
| JP6906454B2 (ja) | 格納容器用酸素計測装置およびその酸素センサ | |
| EP3623808A1 (en) | Electrochemical sensor for the measurement of water content |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |