CN116601486A - 氢浓度传感器 - Google Patents
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Abstract
示例的氢浓度传感器包括第一端板。产生氢的氢析出电极组件位于第一端板附近，并且通过穿过端板的开口至少部分地暴露。隔板位于氢析出电极组件和检测电极组件之间。隔板包括允许氢析出电极组件产生的氢流动到检测电极组件的通道。第二端板位于检测电极组件附近并且包括第二开口，其中检测电极组件的一部分暴露于所关注的流体以提供所关注的液体中的氢的浓度的指示。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月8日提交的申请号为17/114,746的美国专利的优先权。
背景技术
各种装置和方法都依赖于氢用于进行相关的操作。例如，在电化学过程中，燃料电池通常使用氢作为反应物燃料来发电。反应物燃料中氢浓度不足会导致燃料电池性能难以令人满意。
用于燃料电池的氢浓度传感器是已知的。一些这样的传感器依赖于跨两个电极的能斯特电势，该能斯特电势是由各个电极的氢浓度差异引起的。这种类型的氢传感器的一个缺点是，当电流施加到参比电极时，参比电极产生氢。以这种方式使用参比电极来析出氢往往会在参比电极处引入电势偏移，这会干扰氢浓度测量的准确性。
发明内容
氢浓度传感器的示例性实施例包括第一端板和氢析出电极组件，第一端板包括穿过第一端板的一部分的第一开口，氢析出电极组件位于第一端板附近，其中氢析出电极组件的至少一部分通过第一开口暴露。氢析出电极组件被配置为通过在第一开口处暴露于流体而产生氢。至少一个隔板在氢析出电极组件的与第一端板的相对一侧上邻近氢析出电极组件。隔板包括通道，该通道被配置为允许由氢析出电极组件产生的氢的流动。检测电极组件位于隔板与氢析出电极组件的相对一侧上邻近板。检测电极组件的至少一部分暴露于通道中的氢。第二端板在检测电极组件的与隔板的相对一侧上邻近检测电极组件。第二端板包括穿过第二端板的一部分的第二开口。检测电极组件的一部分通过第二开口暴露于所关注的流体。检测电极组件被配置为提供所关注的流体中的氢的浓度的指示。
在具有前述段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，氢析出电极组件包括第一电极层和第二电极层以及位于第一电极层和第二电极之间的基质层，检测电极组件包括第三电极层和第四电极层以及位于第三电极层和第四电极层之间的基质层，第一电极层暴露于第一开口，第二电极层至少部分地暴露于通道，第三电极层至少部分地暴露于通道，第四电极层暴露于第二开口，以及电极层含有液体电解质。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，液体电解质包含磷酸。
具有前述段落中任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例包括加热器，定位成用于增加电极层中的至少液体电解质的温度。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，第一端板导电，至少一个隔板至少部分地导电，第二端板导电，以及氢浓度传感器包括：位于第一端板和至少一个隔板之间的至少一个隔离层，位于第二端板和至少一个隔板之间的至少一个隔离层，以及位于至少一个隔板内的至少一个隔离层，至少一个隔离层使得抵靠氢析出电极组件的至少一个隔板的第一侧与抵靠检测电极组件的至少一个隔板的第二侧电隔离。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，每个导电板包括石墨。
在具有前述段落中任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，至少一个隔板包括两个石墨板，至少一个隔板内的至少一个隔离层包括位于两个石墨板之间的垫圈，以及垫圈包括穿过垫圈的开口，所述开口与通道对齐。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，每个隔离层包括含氟聚合物。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，位于第一端板和至少一个隔板之间的至少一个隔离层包括穿过至少一个隔离层的开口，氢析出电极组件位于穿过至少一个隔离层的开口内，至少一个隔离层位于在第一端板和至少一个隔板之间，位于至少一个隔板和第二端板之间的至少一个隔离层包括穿过至少一个隔离层的开口，以及检测电极组件位于通过至少一个隔离层的开口内，其中，至少一个隔离层位于至少一个隔板和第二端板之间。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，氢析出电极组件包括两个电极层和位于两个电极层之间的基质层，位于第一端板和至少一个隔板之间的至少一个隔离层包括三个垫圈，两个电极层中的一个电极层位于三个垫圈中的一个垫圈中的开口，两个电极层的另一电极位于三个垫圈中的另一垫圈中的开口，以及基质层位于三个垫圈中的中间垫圈。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，电极层含有液体电解质，电极层的厚度与垫圈的厚度具有预定关系，以及垫圈的厚度控制电极层的压缩的量。
在具有前述段落中任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，至少一个隔板包括排放口，该排放口定位成允许氢从通道离开氢浓度传感器的，以及排放口定位成使得排放口排出的氢远离第二开口。
具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例包括壳体，壳体包括抵靠第一端板的第一侧和抵靠第二端板的第二侧，壳体的第一侧包括与第一开口对齐的第一窗口，壳体的第二侧包括与第一开口对齐的第二窗口。
在具有前述段落中的任一段落的氢浓度传感器的一个或多个特征的示例性实施例中，检测电极组件包括两个电极层和位于两个电极层之间的基质层，以及通过跨两个电极层的电压来提供所关注的流体的氢的浓度的指示。
组装氢浓度传感器的方法的示例实施例包括：将第一端板定位为邻近氢析出电极组件以通过穿过第一端板的一部分的第一开口暴露氢析出电极组件的至少一部分，氢析出电极组件被配置为通过在第一开口处暴露于流体而产生氢；将至少一个隔板定位在氢析出电极组件的与第一端板的相对一侧上邻近氢析出电极组件，其中，至少一个隔板包括通道，通道被配置为允许氢析出电极组件产生的氢流动；将检测电极组件定位在至少一个隔板的与氢析出电极组件的相对一侧上邻近至少一个隔板使得检测电极组件的至少一部分定位成暴露于通道中的氢；将第二端板定位在检测电极组件的与至少一个隔板的相对一侧上邻近检测电极组件，使得将检测电极组件的一部分定位成与穿过第二端板的一部分的第二开口对齐，其中检测电极组件的部分能够通过第二开口暴露于所关注的流体，检测电极组件被配置为提供所关注的流体中的氢的浓度的指示；以及将板和电极组件固定在所定位的位置。
具有前述段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括通过将第一基质层定位在第一电极层和第二电极层组之间来装氢析出电极组件，以及通过将第二基质层定位在第三电极层和第四电极层组之间来装检测电极组件。基质层和电极层含有液体电解质。
具有前述段落中的任一段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括将氢析出电极组件定位在至少一个垫圈的开口内，至少一个垫圈提供围绕组件的边缘的密封以保存液体电解质，以及将检测电极组件定位在至少一个其他垫圈的开口内，至少一个其他垫圈提供围绕组件的边缘的密封以保存液体电解质。
具有前述段落中的任一段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括在至少一个垫圈的一侧上将至少一个垫圈密封到第一端板，在至少一个垫圈的另一侧上将至少一个垫圈密封到至少一个隔板，在至少一个其他垫圈的一侧上将至少一个其他垫圈密封到至少一个隔板，以及在至少一个其他垫圈的另一侧上将至少一个其他垫圈密封到第二端板。
具有前述段落中的任一段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例包括将加热器定位在电极组件附近以增加电极层中的至少液体电解质的温度。在具有前述段落中的任一段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，第一端板导电，至少一个隔板至少部分地导电，以及第二端板导电。该方法包括将至少一个隔离层定位在第一端板和至少一个隔板之间，将至少一个隔离层定位在第二端板和至少一个隔板之间，以及在至少一个隔板内包括至少一个隔离层，至少一个隔离层将抵靠氢析出电极组件的至少一个隔板的第一侧与抵靠检测电极组件的至少一个隔板的第二侧电隔离。
根据以下的详细说明，至少一个公开的示例性实施例的各个特征和优点对本领域工作人员来说是显而易见的。详细说明的附图可如下被简要地描述。
附图说明
图1是图解地示出了根据本发明的实施例设计的示例氢浓度传感器。
图2是沿图1中的线2-2截取的剖面图。
图3是沿图1中的线3-3截取的剖面图。
图4是图1中所示的实施例的一部分的部件的分解图。
图5是图1中所示的实施例的另一部分的部件的分解图。
图6是示例电极组件和相关垫圈的选定特征的剖面图。
图7示意性地示出了示例垫圈配置。
图8示意性地示出了燃料电池发电厂的选定特征，包括根据本发明的实施例设计的氢传感器。
具体实施方式
根据本发明的实施例设计的氢浓度传感器可用于各种目的。以下讨论了确定用于燃料电池发电厂的氢浓度的示例性实施例。本发明的实施例的一个特征是不同于检测电极组件的氢析出电极组件，将氢析出到传感器结构中的通道中，在该通道中检测电极组件暴露于析出的氢。检测电极组件还暴露于所关注的流体，并且在不需要向检测电极组件提供任何电流的情况下提供该流体中的氢浓度的指示，这与其他传感器相比导致改进的传感器性能。
图1-3示出了氢浓度传感器20的示例。多个部件布置成堆叠，包括第一端板22、至少一个多层隔板24和第二端板26。氢析出电极组件30位于第一端板22和隔板24之间。检测电极组件32位于隔板24和第二端板26之间。
氢析出电极组件30位于第一端板22附近，其中氢析出电极组件30的至少一部分通过延伸穿过第一端板22的一部分的第一开口34暴露。氢析出电极组件30被配置为通过在第一开口34处暴露于诸如气体的流体而产生氢。由组件30析出的氢可以是纯氢或者可以被认为是纯的以用于实际目的，即使它不是完全纯的氢。
第一开口34包括为氢析出电极组件30提供结构支撑的肋35。隔板24位于氢析出电极组件30的与第一端板22的相对一侧上。隔板24包括通道36，该通道36允许氢析出电极组件30产生的析出氢流动。
检测电极组件32位于隔板24的与氢析出电极组件30的相对一侧隔板24附近。检测电极组件32的至少一部分暴露于通道36中析出或产生的氢。检测电极组件32的一部分通过延伸穿过第二端板26的第二开口38暴露于所关注的流体，例如气体。第二开口38包括为检测电极组件32提供结构支撑的肋29。检测电极组件32提供存在于开口38处的感兴趣流体中的氢浓度的指示。
板22、24和26是导电的，并且在所示示例中，包括石墨。隔离层位于板之间以使隔离层彼此电隔离。所示实施例中的隔离层还至少沿着板之间的界面的周边提供密封。第一隔离层40位于第一端板22和隔板24之间。在本实施例中包括介电材料的第二隔离层42位于隔板24内以使隔板24的相对侧彼此电隔离。在所示示例中，多层隔板24包括第一层或板24A和第二层或板24B，其中隔离层42在这些板24A与24B之间。所示的示例性实施例的一个特征是，即使层24A和24B都处于负电势，它们也通过隔离层42保持彼此电隔离。
其他实施例包括隔板24的不同设置，隔板24物理分离电极组件30和32，在电极组件之间提供电隔离，并包括隔板24的相对侧之间的电隔离。
另一隔离层44位于隔板24和第二端板26之间。所示的示例性实施例包括在相应的端板22和26与限定示例传感器20的外表面的壳体50之间的隔离层46和48。壳体50包括邻近第一端板22的第一侧52，其中隔离层46在第一端板22和第一侧52之间。第一侧52包括与第一开口34对齐的第一窗口54，留下通过窗口54和开口34暴露的氢析出电极组件30的至少一部分。
壳体50的第二侧56设置为邻近第二端板26，其中隔离层48在第二侧56和第二端板26之间。第二侧56包括与第二开口38对齐的第二窗口58，留下通过第二窗口58和第二开口38暴露的检测电极组件32的一部分。
在所示示例中，隔离层40-48中的每一个都包括聚合物材料，该聚合物材料将相邻的板或部件彼此电隔离。在所示的示例性实施例中，隔离层包括含氟聚合物。提供气体密封的隔离层被认为是垫圈。在一些实施例中，用作垫圈的隔离层包括四氟聚乙烯。
部件的堆叠和示例壳体50通过紧固件60以期望的对齐方式固定，紧固件60在所示示例中包括螺纹杆，例如螺栓。紧固件60通过隔离套管62与板22、24和26电隔离，隔离套管62容纳于通道64中，通道64延伸穿过部件的堆叠，如从图3最佳示出的。套管62包括非导电材料，例如塑料或聚合物。
传感器20包括导电引线70，导电引线70有利于向氢析出电极组件30施加电压。在一些示例性实施例中，所施加的电压大约为0.3伏特。由引线70携带的电能被施加到第一端板22和隔板24A。这些板中的每一个与氢析出电极组件30导电接触，并且跨板22和24A的电压建立了跨氢析出电极组件30的电势差。
另外的引线72与检测电极组件32相关联，以允许测量跨检测电极组件32的电压。测量的电压提供了所关注的流体中的氢的浓度的指示。板24B和26分别与检测电极组件32导电接触。在该示例中，引线72与板24B和26连接。
在一些实施例中，用于测量跨检测电极组件32的电压的装置是高阻抗装置以避免从检测电极组件30汲取电流。
如图2所示，由氢析出电极组件30产生的氢流过通道36，如箭头74所示。该氢进入检测电极组件32上的一侧。由于通道36内的正压力，氢如箭头76所示沿着检测电极组件32流动，并通过排放口78离开传感器20，排放口78在所示的示例中建立在隔板24B中。箭头80表示离开传感器20的氢。排放口78位于传感器20的一侧，使得离开排放口78的氢不会入射在到第二窗口58和第二开口38上或附近以避免影响所关注的气体或流体中测量的氢浓度。
施加到氢析出电极组件32的电压建立了流入通道36的氢的泵送速率。足够高的流速避免了气体从传感器20的外部到通道36中的扩散。由施加到电极组件32的电流调制的足够的流速在通道36和传感器20内建立正压力，包括沿着排放口78的正压力。
检测电极组件32不需要提供任何电流或参考电势。相反，跨检测电极组件32形成的电势导致可以使用引线72测量的电压。已知的能斯特电势现象解释了跨检测电极组件32的电势差或电压如何对应于检测电极组件通过第二开口38中的第二窗口58暴露到的流体中的氢浓度的指示。给定能斯特电势的该描述和知识，本领域技术人员将认识到如何基于检测电极组件32的电压获得氢浓度的测量。
图4和图5是示出了示例氢传感器20的部件的选定特征的分解图。该示例中的氢析出电极组件30包括第一电极层30A和第二电极层30C。在该示例中，电极层30A和30C包括允许气体扩散通过每一层的碳纸。在本实施例中，基质层30B是由在电极层30A和30C的侧面上的相对薄的涂层建立，或者当组装传感器20时，相对薄的涂层或层30B相对于彼此接收。在图中，涂层30B被施加到电极层30C的下侧和电极层30A的朝上侧。每个涂层30B含有液体电解质，例如磷酸。
在该示例中，第一电极层30A是氢氧化电极，其相对第一端板22接收并与第一端板22导电接触。第二电极层30C是相对隔板24A接收的氢析出电极，并将析出的氢或生成的氢引入通道36。
如从图4示出的，隔离层40包括三个单独的层或垫圈40A、40B和40C。第一电极层30A被接收在垫圈40A中的窗口90内。垫圈40B包括窗口92，该窗口92限定了基质层30B的外边缘和操作区域，基质层30B的外边缘和操作区域被认为在氢生成期间是活性的。第二电极层30C被接收在垫圈40C的窗口94内。
垫圈40C和40A的厚度控制当组装传感器20的部件堆叠时电极层30A和30C经历的压缩的量。期望电极层30A和30C的一些压缩以分别在电极层30A和30C与基质层30B之间建立良好电接触。压缩还分别确保了电极层30A、30C与板22、24A之间的良好电接触。压缩的量建立了期望的接触的量，同时仍然允许气体渗透性。
在一些实施例中，垫圈40B不会受到压缩，因此窗口92内的基质层30B不会被压缩。
图5示出了构成图1-3所示的实施例的上半部(根据附图)的一些部件。在本实施例中，检测电极组件32包括参比电极层32A和检测电极层32C。基质层32B由在相对彼此接收的电极层32A和32C的侧面上的涂层来建立。基质32B包括液体电解质，例如磷酸。
本示例中的隔离层44包括三个相对彼此接收的垫圈44A、44B和44C。电极层32A被接收在垫圈44A中的窗口96内。垫圈44B包括窗口98，该窗口具有比窗口96更小的面积。窗口98建立基质层32B的区域，而垫圈44B的边缘将电极层32A和32C的边缘彼此密封以防止气体在电极层之间通过。电极层32C被接收在垫圈44C的窗口100内。
垫圈44C和44A具有一旦组装传感器10就分别控制由电极层32C和32A经历的压缩的量的厚度。在本示例中，接收在窗口98中的垫圈44B和基质层32B没有被压缩。
在本实施例中，每个电极层30A、30C、32A、32C包括已经用液体电解质(如磷酸)润湿的材料(如碳纸)。每个电极组件的基质层30B、32B也含有液体电解质，例如磷酸。
壳体50和最外隔离层46和48未示出在图4和图5中，尽管它们包含在组装的传感器20中。
如图2所示，所示的示例性实施例包括加热器84，加热器84用于控制电极组件30和32中的液体电解质的温度。在该示例中，加热器84至少部分地位于传感器内并且容纳在板22-26中的至少一些板中的开口内。加热器84可以加热隔板24和板22、26以在电极组件30和32上实现期望的温度或加热效果，从而确保在期望的温度水平下的操作。
例如，当传感器20暴露于包括酸蒸气的气流中时，将传感器20保持在比气流温度更高的温度是有利的。这有利于在电极组件30和32中保持期望的酸量。如果传感器20的温度并不高于气流的温度，则在某些条件下，可能会导致气流冷凝从而充满电极组件30和32，因而使得，例如，电极组件通过开口34和38暴露于其中。
所示示例配置中的加热器84包括不导电的材料以避免在传感器20的不同板或层之间建立短路。在一些实施例中，加热器84将传感器温度保持在120℃以上。这在传感器暴露于包括一氧化碳的蒸汽、氢传感器20中的液体电解质是磷酸以及传感器20用于确定用于产生燃料电池的燃料的氢重整器的重整物流中的氢浓度的情况下特别有用。
图6以局部剖视图示出了当组装传感器20时检测电极组件32和隔离层44的垫圈的布置。隔离层42的垫圈和氢析出电极组件30具有相同的布置。垫圈44A和44C包括密封剂，该密封剂在围绕检测电极组件32的外部建立密封以防止传感器20内不希望的气体迁移。例如，由垫圈建立的密封防止析出的氢从通道36泄漏到传感器的其他部分，并防止其他气体到达检测电极层32A。在所示示例中，垫圈44B不具有密封剂。
图7示意性地示出了隔离层垫圈的外部上的热固性聚合物密封剂110。垫圈44A如图7所示，作为包括密封剂的垫圈的示例。热固性聚合物密封剂粘合地密封传感器20的周边，并将传感器20的层或部件固定在一起。所示实施例中的密封剂层包括含氟聚合物，例如氟橡胶密封剂，该含氟聚合物抵抗刺激性化学品(如磷酸)，并且能够承受高温。
隔离层40、42、44、46和48中的每一个包括用于至少密封每个层位于组装的传感器20中的界面的周边粘合剂。紧固件60将所有部件保持在一起，但是不需要由紧固件60提供的压力来保持传感器20的部件之间的密封。热固性聚合物密封件将层粘合地密封并固定在一起，包括流入相邻层的表面中的任何缺陷中以实现可靠的密封。密封件防止不期望的气体渗透到传感器20中以及不期望的气体流在传感器20中的部件之间。
根据制造传感器20的一个示例方法，所有不同的层在所示的布置中彼此相邻，并且加热组件以至少部分地熔化热固性聚合物密封剂，以将所有层粘合地密封并固定在一起。
所示示例布置允许以经济的生产方式制造氢浓度传感器，设置可靠的传感器配置，并导致相对小的传感器尺寸。示例性实施例具有大约50mm(2英寸)长、25mm(1英寸)宽和25mm(1英尺)深的尺寸。
所示示例的一个特征是参比电极32A不同于氢析出电极30C。使用氢析出电极30C来提供将参比电极32A保持在期望的参考电势的氢，避免了向参比电极32A施加电流的任何需要。该特征消除了参考电势的任何偏移，否则如果使用参比电极32A来析出氢则将会发生该偏移。使参比电极32A仅暴露于来自通道36的氢还确保了由于参比电极32A暴露于所产生的氢而产生的期望电势。
体现本发明的氢浓度传感器可用于各种环境和各种目的。一个示例性实施例如图8所示，其中传感器20包括在燃料电池发电厂150中。重整器152接收碳氢化合物154，碳氢化合物154可以是例如甲烷或天然气。重整器152在156处产生氢燃料，该氢燃料被供应到燃料电池堆组件158。氢燃料是由燃料电池堆组件158使用的反应物之一，并且可以作为空气160供应的氧气是另一种反应物。重整器152内的氢浓度传感器20提供关于重整器152的操作的信息。重整器控制162(如微处理器或其他计算装置)使用来自传感器20的信息用于动态地调整或调谐重整器152的操作。在该示例性实施例中，控制162不需要任何温度信息，与需要温度传感器和处理温度信息的系统相比，这可以节省成本。
根据本发明的实施例设计的氢浓度传感器比以前的传感器更稳定并因此更可靠，以前的传感器利用依赖于氢的参比电极来建立参考电势。此外，根据本发明的实施例设计的传感器可以包括在更广泛的各种情况下，其中期望氢水平检测。
前述描述本质上是示例性的，而非限制性的。对于本领域技术人员来说，对所公开的示例的变化和修改可变得显而易见，而并非必定偏离本发明的实质。赋予本发明的法律保护范围只能通过研究所附权利要求书来确定。
Claims (20)
1.一种氢浓度传感器，包括：
第一端板，所述第一端板包括穿过所述第一端板的一部分的第一开口；
氢析出电极组件，所述氢析出电极组件位于所述第一端板附近，其中所述氢析出电极组件的至少一部分通过所述第一开口暴露，所述氢析出电极组件被配置为通过在所述第一开口处暴露于流体而产生氢；
至少一个隔板，定位为在所述氢析出电极组件的与所述第一端板的相对一侧上邻近所述氢析出电极组件，所述至少一个隔板包括通道，所述通道被配置为允许所述氢析出电极组件产生的氢流动；
检测电极组件，定位为在所述至少一个隔板的与所述氢析出电极组件的相对一侧上邻近所述至少一个隔板，所述检测电极组件的至少一部分在所述通道中暴露于氢；以及
第二端板，定位为在所述检测电极组件的与所述至少一个隔板的相对一侧上邻近所述检测电极组件，所述第二端板包括穿过所述第二端板的一部分的第二开口，所述检测电极组件的一部分通过所述第二开口暴露于所关注的流体，所述检测电极组件被配置为提供所关注的所述流体中的氢的浓度的指示。
2.根据权利要求1所述的氢浓度传感器，其中，
所述氢析出电极组件包括第一电极层和第二电极层以及位于所述第一电极层和所述第二电极之间的基质层；
所述检测电极组件包括第三电极层和第四电极层以及位于所述第三电极层和所述第四电极层之间的基质层；
所述第一电极层暴露于所述第一开口；
所述第二电极层至少部分地暴露于所述通道；
所述第三电极层至少部分地暴露于所述通道；
所述第四电极层暴露于所述第二开口；以及
所述电极层含有液体电解质。
3.根据权利要求2所述的氢浓度传感器，其中，所述液体电解质包含磷酸。
4.根据权利要求2所述的氢浓度传感器，包括加热器，所述加热器定位成用于增加所述电极层中的至少所述液体电解质的温度。
5.根据权利要求1所述的氢浓度传感器，其中，
所述第一端板导电；
所述至少一个隔板至少部分地导电；
所述第二端板导电；以及
所述氢浓度传感器包括：
位于所述第一端板和所述至少一个隔板之间的至少一个隔离层，
位于所述第二端板和所述至少一个隔板之间的至少一个隔离层，以及
位于所述至少一个隔板内的至少一个隔离层，所述至少一个隔离层使得抵靠所述氢析出电极组件的所述至少一个隔板的第一侧与抵靠所述检测电极组件的所述至少一个隔板的第二侧电隔离。
6.根据权利要求5所述的氢浓度传感器，其中，各导电板均含有石墨。
7.根据权利要求5所述的氢浓度传感器，其中，
所述至少一个隔板包括两个石墨板；
所述至少一个隔板内的所述至少一个隔离层包括位于所述两个石墨板之间的垫圈；以及
所述垫圈包括穿过所述垫圈的开口，所述开口与所述通道对齐。
8.根据权利要求5所述的氢浓度传感器，其中，各所述隔离层均包括含氟聚合物。
9.根据权利要求5所述的氢浓度传感器，其中，
位于所述第一端板和所述至少一个隔板之间的所述至少一个隔离层包括穿过所述至少一个隔离层的开口；
所述氢析出电极组件位于穿过所述至少一个隔离层的开口内，所述至少一个隔离层位于所述第一端板和所述至少一个隔板之间；
位于所述至少一个隔板和所述第二端板之间的所述至少一个隔离层包括穿过所述至少一个隔离层的开口；以及
所述检测电极组件位于穿过所述至少一个隔离层的开口内，其中，所述至少一个隔离层位于所述至少一个隔板和所述第二端板之间。
10.根据权利要求9所述的氢浓度传感器，其中，
所述氢析出电极组件包括两个电极层和位于所述两个电极层之间的基质层；
位于所述第一端板和所述至少一个隔板之间的所述至少一个隔离层包括三个垫圈；
所述两个电极层中的一个电极层位于所述三个垫圈中的一个垫圈中的开口；
所述两个电极层的另一电极位于所述三个垫圈中的另一垫圈中的开口；以及
所述基质层位于所述三个垫圈中的中间垫圈。
11.根据权利要求10所述的氢浓度传感器，其中，
所述电极层容纳液体电解质；
所述电极层的厚度与所述垫圈的厚度具有预定关系；以及
所述垫圈的所述厚度控制所述电极层的压缩的量。
12.根据权利要求1所述的氢浓度传感器，其中，
所述至少一个隔板包括排放口，所述排放口定位成允许氢从所述通道离开所述氢浓度传感器；以及
所述排放口定位成使得从所述排放口排出的氢远离所述第二开口。
13.根据权利要求1所述的氢浓度传感器，包括壳体，所述壳体包括抵靠所述第一端板的第一侧和抵靠所述第二端板的第二侧，所述壳体的第一侧包括与所述第一开口对齐的第一窗口，所述壳体的所述第二侧包括与所述第一开口对齐的第二窗口。
14.根据权利要求1所述的氢浓度传感器，其中，
所述检测电极组件包括两个电极层和位于所述两个电极层之间的基质层；以及
通过跨所述两个电极层的电压来提供所关注的所述流体的氢的浓度的指示。
15.一种组装氢浓度传感器的方法，包括：
将第一端板定位为邻近氢析出电极组件以通过穿过所述第一端板的一部分的第一开口暴露所述氢析出电极组件的至少一部分，所述氢析出电极组件被配置为通过在所述第一开口处暴露于流体而产生氢；
将至少一个隔板定位在所述氢析出电极组件的与所述第一端板的相对一侧上邻近所述氢析出电极组件，其中，所述至少一个隔板包括通道，所述通道被配置为允许所述氢析出电极组件产生的氢流动；
将检测电极组件定位在所述至少一个隔板的与所述氢析出电极组件的相对一侧上邻近所述至少一个隔板使得所述检测电极组件的至少一部分定位成暴露于所述通道中的氢；
将第二端板定位在所述检测电极组件的与所述至少一个隔板的相对一侧上邻近所述检测电极组件，使得所述检测电极组件的一部分定位成与穿过所述第二端板的一部分的第二开口对齐，其中所述检测电极组件的所述部分能够通过所述第二开口暴露于所关注的流体，所述检测电极组件被配置为提供所关注的流体中的氢的浓度的指示；以及
将所述板和所述电极组件固定在所定位的位置。
16.根据权利要求15所述的方法，包括：
通过将第一基质层定位在第一电极层和第二电极层之间来组装所述氢析FP230730US
出电极组件；以及
通过将第二基质层定位在第三电极层和第四电极层之间来组装所述检测电极组件；
其中，所述基质层和所述电极层含有液体电解质。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
将所述氢析出电极组件定位在至少一个垫圈的开口内，所述至少一个垫圈提供围绕所述组件的边缘的密封以保存所述液体电解质；以及
将所述检测电极组件定位在至少一个其他垫圈的开口内，所述至少一个其他垫圈提供围绕所述组件的边缘的密封以保存所述液体电解质。
18.根据权利要求17所述的方法，包括：
在所述至少一个垫圈的一侧上将所述至少一个垫圈密封到所述第一端板；
在所述至少一个垫圈的另一侧上将所述至少一个垫圈密封到所述至少一个隔板；
在所述至少一个其他垫圈的一侧上将所述至少一个其他垫圈密封到所述至少一个隔板；以及
在所述至少一个其他垫圈的另一侧上将所述至少一个其他垫圈密封到所述第二端板。
19.根据权利要求16所述的方法，包括将加热器定位在所述电极组件附近以增加所述电极层中的至少所述液体电解质的温度。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，
所述第一端板导电；
所述至少一个隔板至少部分地导电；
所述第二端板导电；以及
所述方法包括：
将至少一个隔离层定位在所述第一端板和所述至少一个隔板之间，FP230730US
将至少一个隔离层定位在所述第二端板和所述至少一个隔板之间，以及
在所述至少一个隔板内包括至少一个隔离层，所述至少一个隔离层使得抵靠所述氢析出电极组件的所述至少一个隔板的第一侧与抵靠所述检测电极组件的所述至少一个隔板的第二侧电隔离。
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