CN113237937A - 浓差式氢气传感器及制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓差式氢气传感器及制作方法，该浓差式氢气传感器包括：气敏元件、检测电路以及封装壳体，气敏元件包括：第一原电池和第二原电池；封装壳体将第一原电池密封于空气环境中，并将第二原电池暴露于待检测气体中。在本发明中，通过封装壳体将所述第一原电池密封于空气环境中，并将所述第二原电池暴露于待检测气体中，通过检测电路对第一原电池以及第二原电池产生的电势差进行检测得到待检测气体中氢气的浓度，从而实现对待检测气体中氢气浓度的准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种浓差式氢气传感器及制作方法。
背景技术
氢气作为一种清洁、可再生的绿色能源已经被广泛应用于医疗、航空航天、交通运输等领域。但是，氢气是一种无色、无味、无臭的气体，具有较宽的爆炸极限(4％～75.6％)和较小的引燃能量(0.019mJ)，一旦泄露到空气中达到一定浓度，遇到火源很容易发生爆炸。目前，市场上已有多种类型的氢气浓度传感器，但是市场上的氢气浓度传感器难以长期准确的对氢气浓度进行检测，为了消除人们对氢能源使用安全问题的顾虑，能长期准确的监测低浓度氢气泄露的传感器在氢气制造、运输、使用过程中等领域变得尤为重要。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种浓差式氢气传感器及制作方法，旨在解决现有技术中难以长期准确的对氢气浓度进行检测的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种浓差式氢气传感器，所述浓差式氢气传感器包括：气敏元件、检测电路以及封装壳体，所述气敏元件包括：第一原电池和第二原电池；所述第一原电池包括：第一气体扩散电极、第一对电极；所述第二原电池包括：第二气体扩散电极、第二对电极；
其中，所述第一原电池的所述第一气体扩散电极与所述第二原电池的所述第二气体扩散电极连接，所述检测电路分别与所述第一原电池的所述第一对电极以及所述第二原电池的所述第二对电极连接；
所述封装壳体将所述第一原电池密封于空气环境中，并将所述第二原电池暴露于待检测气体中。
可选地，所述第一原电池还包括：第一电解质膜；相应的所述第二原电池还包括：第二电解质膜；
其中，所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面；所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面。
可选地，所述第一气体扩散电极以及所述第二气体扩散电极为铂电极、铂合金电极、钯电极或钯合金电极。
可选地，所述第一对电极以及所述第二对电极为金电极、金合金电极、银电极、银合金电极或碳电极。
可选地，所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜为包括磷酸的聚苯并咪唑的电解质膜。
可选地，所述检测电路包括：控制电路以及传输电路；
其中，所述控制电路分别与所述气敏元件以及所述传输电路连接，所述传输电路与外接设备连接；
所述控制电路，用于接收所述气敏元件发送的电压信号，根据所述电压信号确定待所述检测气体中的氢气浓度信号，并将所述氢气浓度信号发送至所述传输电路；
所述传输电路，用于将接收到的氢气浓度信号发送至所述外接设备进行显示。
可选地，所述检测电路还包括：滤波电路和模数转换电路；
其中，所述滤波电路分别与所述气敏元件以及所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述控制电路连接；
所述滤波电路，用于对所述电压信号进行滤波，获得滤波电压信号，并将所述滤波电压信号发送至所述模数转换电路；
所述模数转换电路，用于对所述滤波电压信号转化为数字电压信号，并将所述数字电压信号发送至所述控制电路；
所述控制电路，还用于将所述数字电压信号转化为所述氢气浓度信号，并将所述氢气浓度信号发送至所述传输电路。
可选地，所述检测电路还包括：数模转换电路；
其中，所述数模转换电路与所述控制电路以及所述传输电路连接；
所述控制电路，还用于将所述氢气浓度信号发送至所述数模转换电路；
所述数模转换电路，用于将所述氢气浓度信号转化为模拟浓度信号，并将所述模拟浓度信号发送至所述传输电路。
可选地，所述检测电路还包括：降压式变换电路；
其中，所述降压式变换电路分别与所述控制电路以及外接电源连接；
所述降压式变换电路，用于将所述外部电源提供的电压进行降压，为所述控制电路提供所需电压。
为实现上述目的，本发明还提出一种浓差式氢气传感器制作方法，所述方法包括：
将聚苯并咪唑膜放入预设浓度的磷酸中浸泡预设时间，获得所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜；
将所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面，获得所述第一原电池；
将所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面，获得所述第二原电池；
将所述第一原电池和所述第二原电池反向串联安装与所述检测电路的载体，并通过壳体密封将所述第一原电池密封于空气中。
本发明中提供一种浓差式氢气传感器及制作方法，该浓差式氢气传感器包括：气敏元件、检测电路以及封装壳体，气敏元件包括：第一原电池和第二原电池；封装壳体将第一原电池密封于空气环境中，并将第二原电池暴露于待检测气体中。在本发明中，通过封装壳体将所述第一原电池密封于空气环境中，并将所述第二原电池暴露于待检测气体中，通过检测电路对第一原电池以及第二原电池产生的电势差进行检测得到待检测气体中氢气的浓度，从而实现对待检测气体中氢气浓度的准确检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明浓差式氢气传感器第一实施例的结构示意图；
图2为本发明浓差式氢气传感器第二实施例的检测电路的电路结构图；
图3为本发明浓差式氢气传感器制作方法的第一实施例的流程示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 10 | 气敏元件 | 202 | 传输电路 |
| 20 | 检测电路 | 203 | 滤波电路 |
| 30 | 封装壳体 | 204 | 模数转换电路 |
| 101 | 第一原电池 | 205 | 数模转换电路 |
| 102 | 第二原电池 | 206 | 降压式变换电路 |
| 201 | 控制电路 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参照图1，图1为发明第一实施例提出浓差式氢气传感器的结构示意图，如图1所示，在本实施例中，所述浓差式氢气传感器包括：气敏元件10、检测电路20以及封装壳体30，所述气敏元件10包括：第一原电池101和第二原电池102；所述第一原电池101包括：第一气体扩散电极、第一对电极；所述第二原电池102包括：第二气体扩散电极、第二对电极。
需要说明的是，气敏元件10是在接触到相应气体会产生一定变化的元件。在本实施例中气敏元件10是对氢气的浓度敏感的元件。检测电路20是用于对第一原电池101以及第二原电池102在对氢气进行催化作用产生的电势差进行检测的电路。气体扩散电极是一种特制的多孔膜电极，由于大量气体可以到达电极内部，且与电极外面的整体溶液相连通的电极。在本实施例中，气体扩散电极对氢气由催化作用的材料构成。对电极也就是反电极，阴极材料，比如碳对电极等。在原电池三电极体系中对电极的作用是和气体扩散电极组成回路以通过电流。对电极为氢气没有催化分解作用且对空气和电解质膜稳定的材料构成的电极。
其中，所述第一原电池101的所述第一气体扩散电极与所述第二原电池102的所述第二气体扩散电极连接，所述检测电路20分别与所述第一原电池101的所述第一对电极以及所述第二原电池102的所述第二对电极连接。
所述封装壳体30将所述第一原电池101密封于空气环境中，并将所述第二原电池102暴露于待检测气体中。
应理解的是，在本实施列中，气体扩散电极会在电解质膜接收到氢气时，对氢气与电解质膜的反应进行催化，此时原电池的两个电极之间会产生一定的电压。根据氢气的浓度不同，产生的电压也不相同。将第一原电池101密封于空气中的作用是在外部无氢气泄漏的情况下，确定内部气体环境与正常的空气环境相同，即使空气中存在极少的氢气，第一原电池101与第二原电池102的产生的电压也是相同的电压，第一原电池101与第二元电池电极之间并不存在电势差。
在具体实施中，在待检测气体环境中没有发生氢气泄漏的情况下，封装壳体30内的第一原电池101与处于待检测气体中的第二原电池102，二者所处的环境相同，相互连接的第一扩散电极以及第二扩散电极之间并不会存在电势差。在待检测气体环境中存在氢气泄漏时，封装壳体30内的第一原电池101与处于待检测气体中的第二原电池102，二者所处的环境并不相同，第一原电池101以及第二原电池102会根据各自所处的环境中氢气的浓度产生各自对应的电压，此时第一原电池101与第二原电池102的电极之间存在电势差，该电势差是由泄漏的氢气产生，并且该电势差的大小与氢气的浓度成正相关。
当然，在本实施例中，所述第一原电池101还包括：第一电解质膜；相应的所述第二原电池102还包括：第二电解质膜。第一电解质膜、第一气体扩散电极和第一对电极组成第一原电池101，第一原电池101用于根据封装壳体30内的氢气的浓度在第一扩散电极以及第一对电极之间产生电压，当然封装壳体30内部环境是空气环境，氢气含量极少产生的电压也十分微弱。第二电解质膜、第二气体扩散电极以及第二对电极组成第二原电池102，第二原电池102可以根据待检测气体中的氢气浓度在第二气体扩散电极两端产生一定的电压。
在本实施例中，所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面；所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面。
其中，离子溅射一种物理气相沉积的方法。在真空室内通入惰性气体，使之在高压下辉光放电，气体离子在强电场作用下轰击膜料制成的阴极靶，使表面的原子被溅射出来，沉积在基体上成膜。磁控溅射是一种高速、低温、低损伤物理气相沉积。在本实施例中，可以通过离子溅射或磁控溅射在第一电解质膜的一个表面溅射一层具有催化作用的电极作为第一气体扩散电极，然后在第一电解质膜的另一个表面溅射一层对氢气没有催化分解作用且对空气和电解质膜稳定的材料作为第一对电极。
在本实施例中，所述第一气体扩散电极以及所述第二气体扩散电极为铂电极、铂合金电极、钯电极或钯合金电极等对氢气具有催化作用的材料。所述第一对电极以及所述第二对电极为金电极、金合金电极、银电极、银合金电极或碳电极等对氢气没有催化作用并且相对稳定的材料。所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜为包括磷酸的聚苯并咪唑的电解质膜。
在本实施例中提供了一种浓差式氢气传感器，该浓差式氢气传感器包括：气敏元件10、检测电路20以及封装壳体30，气敏元件10包括：第一原电池101和第二原电池102；封装壳体30将第一原电池101密封于空气环境中，并将第二原电池102暴露于待检测气体中。在实施例中，通过封装壳体30将所述第一原电池101密封于空气环境中，并将所述第二原电池102暴露于待检测气体中，通过检测电路20对第一原电池101以及第二原电池102产生的电势差进行检测得到待检测气体中氢气的浓度，从而实现对待检测气体中氢气浓度的准确检测。
参照图2，图2为本发明浓差式氢气传感器第二实施例的检测电路20的电路结构图，基于上述浓差式氢气传感器的第一实施例，提出本发明浓差式氢气传感器的第二实施例。
在本实施例中，所述检测电路20包括：控制电路201以及传输电路202。其中，所述控制电路201分别与所述气敏元件10以及所述传输电路202连接，所述传输电路202与外接设备连接。
需要说明的是，控制电路201是用于将接收到的电压信号转化为具体的氢气浓度的电路。控制电路201可以通过预先设定的程序将输入的电压信号，转化为氢气浓度信息对应的氢气浓度信号。控制电路201可以是16位的MCU处理器，当然也可以是其他具有相同功能的处理器。其中，电压信号是指第一原电池101与第二原电池102电极之间的电势差信号。传输电路202是指将氢气浓度信号进行传输至外接设备进行展示的电路。传输电路202可以是CAN总线，当然也可以是其他传输方式使用的电路例如无线传输电路202等，在此不做具体限定。
在具体实施中，所述控制电路201可以接收所述气敏元件10发送的电压信号，根据所述电压信号确定待所述检测气体中的氢气浓度信号，并将所述氢气浓度信号发送至所述传输电路202；所述传输电路202可以将接收到的氢气浓度信号发送至所述外接设备进行显示，用户可以根据外接设备的展示，得到当前待检测气体中氢气浓度信息。
在本实施例中，所述检测电路20还包括：滤波电路203和模数转换电路204。其中，所述滤波电路203分别与所述气敏元件10以及所述模数转换电路204连接，所述模数转换电路204与所述控制电路201连接。
需要说明的是，在气敏元件10将第一原电池101和第二原电池102电极之间的电势差对应的电信号发送至控制电路201时，难免会有噪音对电压信号的传输造成影响，受到影响的电压信号会对氢气浓度检测的结果造成影响。此时可以通过滤波电路203将噪音进行滤除，从而得到更加准确的氢气浓度检测结果。模数转换电路204是用于将模拟的电压信号转化为数字电压信号的电路。在电压信号进入处理器之前，需要将模拟的电压信号转化为数字电压信号，并将数字电压信号发送至控制电路201进行数据处理。
在具体实施中，所述滤波电路203可以对所述电压信号进行滤波，获得滤波电压信号，并将所述滤波电压信号发送至所述模数转换电路204；所述模数转换电路204可以对所述滤波电压信号转化为数字电压信号，并将所述数字电压信号发送至所述控制电路201；所述控制电路201可以将所述数字电压信号转化为所述氢气浓度信号，并将所述氢气浓度信号发送至所述传输电路202。
在本实施例中，所述检测电路20还包括：数模转换电路205。其中，所述数模转换电路205与所述控制电路201以及所述传输电路202连接。
需要说明的是，在对当前的氢气浓度信息进行显示时，可以通过数字的方式进行显示，当然也可以通过模拟的方式进行显示，例如需要将氢气浓度的变化曲线进行显示时，此时，可以将氢气浓度信号转化为模拟浓度信号，并通过传输电路202发送至外接设备，对氢气浓度的变化曲线进行显示。
在具体实施中，所述控制电路201可以将所述氢气浓度信号发送至所述数模转换电路205；所述数模转换电路205可以将所述氢气浓度信号转化为模拟浓度信号，并将所述模拟浓度信号发送至所述传输电路202，传输电路202可以将模拟浓度信号发送至外接设备，以使外接设备对模拟浓度信号对应的氢气浓度信息进行展示。
在本实施例中，所述检测电路20还包括：降压式变换电路206。其中，所述降压式变换电路206分别与所述控制电路201以及外接电源连接。
需要说明的是，降压式变换电路206是用于对电源电压进行降压得到所需要电压的电路。在浓差式氢气传感器进行供电时，需要将电源电压转化为浓差式氢气传感器控制电路201所需要的电压。例如外部电源提供的电源电压为24V，此时控制电路201仅仅需要5V的电压，24V的电源电压直接输出至控制电路201难免会对浓差式氢气传感器的部分元器件造成损坏，此时可以通过降压式变换电路206将24V的电源电压转化为浓差式氢气传感器所需要的5V电压。当然降压式变换电路206还可以将外接电源为12V的电源电压转换为浓差式氢气传感器所需要的5V的电压。在具体实施中，所述降压式变换电路206可以将所述外部电源提供的电压进行降压，为所述控制电路201提供所需电压。
在本实施例中，所述检测电路20还包括：串口电路。所述串口电路分别与所述控制电路201以及外接设备连接。
需要说明的是，串口电路可以是异步收发传输器组成的电路，外接设备可以通过串口电路与所述控制电路201建立连接。外接设备可以通过串口电路对控制电路201进行调试，实现控制电路201对电压信号的转化。
在本实施例中提供了一种浓差式氢气传感器，该浓差式氢气传感器包括：气敏元件10、检测电路20以及封装壳体30，气敏元件10包括：第一原电池101和第二原电池102；封装壳体30将第一原电池101密封于空气环境中，并将第二原电池102暴露于待检测气体中。在实施例中，通过封装壳体30将所述第一原电池101密封于空气环境中，并将所述第二原电池102暴露于待检测气体中，通过检测电路20对第一原电池101以及第二原电池102产生的电势差进行检测处理得到待检测气体中氢气的浓度，从而实现对待检测气体中氢气浓度的更加准确检测。
参照图3，图3为本发明浓差式氢气传感器制作方法的第一实施例的流程示意图，基于图3提出本发明还提出一种浓差式氢气传感器制作方法的第一实施例。
在本实施例中所述浓差式氢气传感器制作方法包括：
步骤S10：将聚苯并咪唑膜放入预设浓度的磷酸中浸泡预设时间，获得所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜。
需要说明的是，预设浓度是预先设定的磷酸的浓度。预设浓度可以是70％-85％浓度的磷酸。预设时间是指预先设定将聚苯并咪唑膜浸泡的时间。预设时间可以根据磷酸的浓度进行调整。电解质膜是由包括磷酸的聚苯并咪唑膜组成的膜。可以通过将聚苯并咪唑膜放入一定浓度的磷酸溶液中进行浸泡一段时间得到电解质膜。
在具体实施中，可以将聚苯并咪唑膜放入预设浓度的磷酸中浸泡预设时间，得到第一电解质膜以及第二电解质膜。例如将厚度为24μm的聚苯并咪唑膜放入85％浓度的磷酸中浸泡12小时，用去离子水将表面的磷酸洗净，然后用吸水纸将膜表面的水吸干，放置在80℃的烘箱中烘烤2小时，得到磷酸掺杂的PBI膜，磷酸掺杂量为25％；当然也可以将厚度为30μm的聚苯并咪唑膜放入70％的磷酸中，在常温浸泡24小时，用去离子水将表面的磷酸洗净，然后用吸水纸将膜表面的水吸干，放置在80℃的烘箱中烘烤2小时，得到磷酸掺杂的PBI膜,磷酸掺杂量为35％，当然还可以选取其他的参数获取电解质膜。
步骤S20：将所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面，获得所述第一原电池。
需要说明的是，在得到电解质膜之后，需要将气体扩散电极以及对电极溅射在电解质膜的表面形成原电池。在具体实施过程中，可以使用用离子溅射仪，在电解质膜一侧溅射一定厚度的钯，作为气体扩散电极，另一侧溅射一定厚度的碳，作为对电极，从而得到原电池。例如使用离子溅射仪，在电解质膜一侧溅射一层厚度为50nm的铂，作为气体扩散电极，另一侧溅射一层厚度为30nm的金，作为对电极建立原电池；也可以使用离子溅射仪，在电解质膜一侧溅射一层厚度为30nm的铂，作为气体扩散电极，另一侧溅射一层厚度为50nm的金，作为对电极建立原电池。
步骤S30：将所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面，获得所述第二原电池。
应理解的是，第一原电池以及第二原电池的制作方式均可参考上述方式在此不做赘述。
步骤S40：将所述第一原电池和所述第二原电池反向串联安装与所述检测电路的载体，并通过壳体密封将所述第一原电池密封于空气中。
需要说明的是，串联安装是指将一个原电池的气体扩散电极与另一个原电池的对电极进行连接的方式。在本实施例中，需要将第一原电池和第二原电池进行反向串联安装，将第一原电池的第一气体扩散电极与第二原电池的第二气体扩散电极相连，第一原电池的第一对电极与第二原电池的第二对电极通过检测电路相连。
应理解的是，在将第一原电池和第二原电池进行连接安装之前，可以将该原电池裁切成3mm*3mm的小片，然后取第一原电池和第二原电池反向串联安装在电压检测电路板上，之后可以通过封装壳体将第一原电池密封于空气中，第二原电池暴露于待检测气体中。
在本实施例中，在使用浓差式氢气传感器之前可以对该浓差式氢气传感器进行检测，例如分别用2％，1％和0.5％的氢空混合气吹暴露在环境的气体扩散电极，检测电压由0V分别升高至0.45V、0.3V、0.2V，响应时间均小于5s。撤离氢空混合气，检测电压迅速恢复为0V，还可以100℃下，用0.25％的氢空混合气吹暴露在环境的气体扩散电极。重复检测12次，检测电压均由0V升高至0.12V，响应时间均为2s。撤离氢空混合气后，检测电压均恢复至0V，当然还可以将该传感器放在80℃，湿度为10％的恒温恒湿箱中，持续上电工作1000小时后，在该环境下，用0.5％的氢空混合气吹暴露在环境的气体扩散电极，响应电位为0.35V，响应时间为5s。
在本实施例中提供了一种浓差式氢气传感器制作方法，该方法通过将聚苯并咪唑膜放入预设浓度的磷酸中浸泡预设时间，获得所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜，将所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面，获得所述第一原电池；将所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面，获得所述第二原电池；将所述第一原电池和所述第二原电池反向串联安装与所述检测电路的载体，并通过壳体密封将所述第一原电池密封于空气中。在实施例中，通过封装壳体将所述第一原电池密封于空气环境中，并将所述第二原电池暴露于待检测气体中，通过检测电路对第一原电池以及第二原电池产生的电势差进行检测处理得到待检测气体中氢气的浓度，从而实现对待检测气体中氢气浓度的更加准确检测。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种浓差式氢气传感器，所述浓差式氢气传感器包括：气敏元件、检测电路以及封装壳体，其特征在于，所述气敏元件包括：第一原电池和第二原电池；所述第一原电池包括：第一气体扩散电极、第一对电极；所述第二原电池包括：第二气体扩散电极、第二对电极；
其中，所述第一原电池的所述第一气体扩散电极与所述第二原电池的所述第二气体扩散电极连接，所述检测电路分别与所述第一原电池的所述第一对电极以及所述第二原电池的所述第二对电极连接；
所述封装壳体将所述第一原电池密封于空气环境中，并将所述第二原电池暴露于待检测气体中。
2.如权利要求1所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述第一原电池还包括：第一电解质膜；相应的所述第二原电池还包括：第二电解质膜；
其中，所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面；所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面。
3.如权利要求2所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述第一气体扩散电极以及所述第二气体扩散电极为铂电极、铂合金电极、钯电极或钯合金电极。
4.如权利要求3所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述第一对电极以及所述第二对电极为金电极、金合金电极、银电极、银合金电极或碳电极。
5.如权利要求4所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜为包括磷酸的聚苯并咪唑的电解质膜。
6.如权利要求1-5任一项所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述检测电路包括：控制电路以及传输电路；
其中，所述控制电路分别与所述气敏元件以及所述传输电路连接，所述传输电路与外接设备连接；
所述控制电路，用于接收所述气敏元件发送的电压信号，根据所述电压信号确定待所述检测气体中的氢气浓度信号，并所述氢气浓度将信号发送至所述传输电路；
所述传输电路，用于将接收到的氢气浓度信号发送至所述外接设备进行显示。
7.如权利要求6所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述检测电路还包括：滤波电路和模数转换电路；
其中，所述滤波电路分别与所述气敏元件以及所述模数转换电路连接，所述模数转换电路与所述控制电路连接；
所述滤波电路，用于对所述电压信号进行滤波，获得滤波电压信号，并将所述滤波电压信号发送至所述模数转换电路；
所述模数转换电路，用于对所述滤波电压信号转化为数字电压信号，并将所述数字电压信号发送至所述控制电路；
所述控制电路，还用于将所述数字电压信号转化为所述氢气浓度信号，并将所述氢气浓度信号发送至所述传输电路。
8.如权利要求7所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述检测电路还包括：数模转换电路；
其中，所述数模转换电路与所述控制电路以及所述传输电路连接；
所述控制电路，还用于将所述氢气浓度信号发送至所述数模转换电路；
所述数模转换电路，用于将所述氢气浓度信号转化为模拟浓度信号，并将所述模拟浓度信号发送至所述传输电路。
9.如权利要求8所述的浓差式氢气传感器，其特征在于，所述检测电路还包括：降压式变换电路；
其中，所述降压式变换电路分别与所述控制电路以及外接电源连接；
所述降压式变换电路，用于将所述外部电源提供的电压进行降压，为所述控制电路提供所需电压。
10.一种浓差式氢气传感器制作方法，其特征在于，所述方法包括：
将聚苯并咪唑膜放入预设浓度的磷酸中浸泡预设时间，获得所述第一电解质膜以及所述第二电解质膜；
将所述第一气体扩散电极和所述第一对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第一电解质膜的表面，获得所述第一原电池；
将所述第二气体扩散电极和所述第二对电极通过离子溅射或磁控溅射直接溅射在所述第二电解质膜的表面，获得所述第二原电池；
将所述第一原电池和所述第二原电池反向串联安装与所述检测电路的载体，并通过壳体密封将所述第一原电池密封于空气中。
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