CN116626113A - 一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法 - Google Patents

一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法 Download PDF

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CN116626113A CN202310896431.XA CN202310896431A CN116626113A CN 116626113 A CN116626113 A CN 116626113A CN 202310896431 A CN202310896431 A CN 202310896431A CN 116626113 A CN116626113 A CN 116626113A
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Abstract

本申请涉及一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法,涉及氢气传感器技术的领域,其包括检测基体,所述检测基体包括检测柱、固定盘以及用于检测氢气的热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元,所述检测柱一体设置于固定盘上,所述热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元依次沿长度方向设置于检测柱上;检测腔,所述检测腔包括固定筒和采集罩,所述采集罩上开设有用于采集氢气的采集口,所述固定筒一体设置于采集罩远离采集口的一侧,所述固定筒上开设有供检测柱穿设进入采集罩内的穿设孔,所述固定盘上开设有供固定筒插入并固定的固定槽。本申请具有提高氢气传感器的安全等级的效果。

Description

一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法
技术领域
本申请涉及氢气传感器技术的领域,尤其是涉及一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法。
背景技术
氢气由于其燃烧效率高、产物无污染等优点,与太阳能、核能一起被称为三大新能源,在航空、动力等领域得到广泛的应用。
相关技术中,氢气在生产、储存、运输和使用的过程中易发生泄露,通过利用氢气传感器对氢气的含量进行检测并对氢气的泄露进行监测,现有的氢气传感器包括半导体型传感器、热电型传感器、光纤穿感器和钯合金薄膜氢气传感器。
针对上述中的相关技术,现有的氢气传感器的重点在于如何提升氢气的检测精度、响应时间和产品的耐久性,因此氢气传感器仅采用一种技术原理进行氢气的检测,而在出现共因失效问题时,单一技术原理的氢气传感器通常会检测错误,导致氢气传感器的安全等级低,还有改进的空间。
发明内容
为了提高氢气传感器的安全等级,本申请提供一种双通道氢气传感器、制备方法及检测方法。
第一方面,本申请提供一种双通道氢气传感器,采用如下的技术方案:
一种双通道氢气传感器,包括:
检测基体,所述检测基体包括检测柱、固定盘以及用于检测氢气的热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元,所述检测柱一体设置于固定盘上,所述热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元依次沿长度方向设置于检测柱上;
检测腔,所述检测腔包括固定筒和采集罩,所述采集罩上开设有用于采集氢气的采集口,所述固定筒一体设置于采集罩远离采集口的一侧,所述固定筒上开设有供检测柱穿设进入采集罩内的穿设孔,所述固定盘上开设有供固定筒插入并固定的固定槽。
通过采用上述技术方案,采集罩通过采集口将氢气收集进入采集罩内,从而使检测柱上的热阻温度检测单元从温度角度判断是否有氢气泄露和氢气的浓度,使氢敏电阻检测单元从氢气与氢敏金属接触的化学反应角度判断是否有氢气泄露和氢气的浓度,从而以两种不同技术原理的方式对氢气的泄露进行检测,避免出现共因问题导致氢气传感器检测不准确,进而提高氢气传感器的安全等级。
可选的,所述热阻温度检测单元包括热阻金属薄膜和第一检测组件;
所述热阻金属薄膜和第一检测组件电连接,所述热阻金属薄膜与氢气接触输出电流信号,所述第一检测组件接收电流信号以输出氢气泄露信号和氢气浓度信号,且所述热阻金属薄膜接收电流信号自发热以维持热阻金属薄膜的热量损失平衡。
通过采用上述技术方案,热阻金属薄膜与氢气接触,氢气的导热性能使热阻金属薄膜温度急剧改变,从而导致热阻金属薄膜的电阻值下降,使第一检测组件根据电路中改变的电流信号以确定是否有氢气泄露并计算氢气浓度,并使热阻金属薄膜在改变的电流下自发热,从而维持热阻金属薄膜的热量损失平衡,尽量避免热阻金属薄膜的温度失衡,导致电路波动,进而提高热阻金属薄膜检测的稳定性和准确性。
可选的,所述氢敏电阻检测单元包括氢敏电阻薄膜和第二检测组件;
所述氢敏电阻薄膜和第二检测组件电连接,所述氢敏电阻薄膜与氢气接触输出电流信号,所述第二检测组件接收电流信号以输出氢气泄露信号和氢气浓度信号,且所述氢敏电阻薄膜接收电流信号自发热以维持氢敏金属薄膜的热量损失平衡。
通过采用上述技术方案,氢敏电阻薄膜与氢气接触,从而使氢敏金属与氢气形成化学键,导致氢敏金属的电阻快速下降,从而改变电路中的电流,使第二检测组件根据改变的电流检测出氢敏电阻薄膜的改变电阻值,从而根据电阻值判断出氢气浓度,而氢敏电阻薄膜在电流下自发热从而弥补氢气导热性带走的热量,进而提高氢敏电阻薄膜检测的稳定性和准确性。
可选的,所述氢敏电阻薄膜和热阻金属薄膜外侧覆盖有用于平衡温度的保护膜。
通过采用上述技术方案,。
第二方面,本申请提供一种制备方法,采用如下的技术方案:
一种制备方法,制备如上述任一种双通道氢气传感器,包括:
选择二氧化锆陶瓷制作检测柱和固定盘,并进行检测柱和固定盘的研磨抛光;
在检测柱和固定盘上磁控溅射五氧化二钽以形成过渡层;
在过渡层上磁控溅射镍合金以形成镍合金热阻金属薄膜层,在过渡层上磁控溅射钯合金以形成钯合金氢敏电阻薄膜层;
在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上进行光刻胶涂敷与电路显影;
在光刻胶上使用离子束蚀刻,以形成热阻金属薄膜和氢敏电阻薄膜;
在热阻金属薄膜和氢敏电阻薄膜上涂敷陶瓷浆料,以600摄氏度烘烤2小时,以形成保护膜;
将第一检测组件与热阻金属薄膜电连接,将第二检测组件与氢敏电阻薄膜电连接;
选择二氧化硅陶瓷制作检测腔,使用时在采集罩上垫加过滤材料,并使用高温密封胶连接固定盘和固定筒。
通过采用上述技术方案,使用光刻胶涂敷在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上进行电路显影,并使用离子束蚀刻光刻胶,从而形成热阻金属薄膜和氢敏电阻薄膜,将第一检测组件与热阻金属薄膜电连接,并将第二检测组件与氢敏电阻薄膜电连接,从而使用两种不同技术原理的手段检测氢气泄露,避免共因问题的发生,进而提高氢气传感器的安全等级。
第三方面,本申请提供一种检测方法,采用如下的技术方案:
一种检测方法,应用如上述中任一种双通道氢气传感器,包括:
获取当前检测信息;
对检测信息与预设的基准检测信息进行对比,以继续获取检测信息或指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测;
基于指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测,获取热阻温度检测单元的当前热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元的氢敏检测结果;
对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比,以输出当前校验信息或根据热阻检测结果和氢敏检测结果以确定当前综合检测结果;
基于校验信息,指示校验热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元;
基于确定综合检测结果,对综合检测结果与预设的基准检测结果进行对比,以继续获取热阻检测结果和氢敏检测结果或发出告警。
通过采用上述技术方案,对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比,在热阻检测结果与氢敏检测结果一致时,则表明并无共因问题出现,因此根据综合检测结果与基准检测结果的对比发出警告或继续检测,进而提高氢气传感器的安全等级。
可选的,校验热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元的方法包括:
获取当前校验信息;
对校验信息与预设的基准校验信息进行对比,以继续获取校验信息或指示检测腔以预设的基准氢气浓度和释放时间进行氢气释放;
于释放时间后,获取热阻温度检测单元的当前校验热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元的校验氢敏检测结果;
根据基准氢气浓度以确定当前基准校验结果;
对校验热阻检测结果与基准校验结果进行对比,以确定当前热阻温度检测单元异常或热阻温度检测单元正常;
对校验氢敏检测结果与基准校验结果进行对比,以确定氢敏电阻检测单元异常或氢敏电阻检测单元正常。
通过采用上述技术方案,在热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,对热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元进行校验,控制检测腔释放氢气,并根据基准氢气浓度确定基准校验结果,使热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元在已知属性的相同气氛环境中再次检测,从而分别对校验氢敏检测结果与基准校验结果以及校验热阻检测结果与基准校验结果进行对比,从而具体判断出氢敏电阻检测单元和热阻温度检测单元的正常或异常,进而提高氢气传感器的安全等级。
可选的,热阻检测结果包括第一氢气泄露信号和第一氢气浓度信号,氢敏检测结果包括第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号,获取第一氢气泄露信号、第一氢气浓度信号、第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号的方法包括:
获取第一检测组件的当前第一电流,并获取第二检测组件的当前第二电流;
根据第一电流和预设的基准电压以确定当前热阻金属薄膜电阻值,并根据第二电流和基准电压以确定当前氢敏电阻薄膜电阻值;
对热阻金属薄膜电阻值与预设的基准热阻金属薄膜电阻值进行对比,以继续获取第一电流或输出第一氢气泄露信号;
基于输出第一氢气泄露信号,根据热阻金属薄膜电阻值以确定当前温度值,计算温度值与预设的基准温度值之间的差,并将计算得到的差定义为温度差值;
根据温度差值以确定并输出当前第一氢气浓度信号;
对氢敏电阻薄膜电阻值与预设的基准氢敏电阻薄膜电阻值进行对比,以继续获取第二电流或输出第二氢气泄露信号;
基于输出第二氢气泄露信号,计算氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值之间的差,并将计算得到的差定义为电阻差值;
根据电阻差值以确定当前第二氢气浓度信号。
通过采用上述技术方案,根据第一电流和基准电压确定热阻金属薄膜电阻值,并根据第二电流和基准电压确定氢敏电阻薄膜电阻值,在热阻金属薄膜电阻值与基准热阻金属薄膜电阻值不一致时,根据热阻金属薄膜电阻值确定温度值,对温度值与基准温度值作差得到温度差值,从而得到第一氢气浓度信号;在氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值不一致时,对氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值作差得到电阻差值,从而得到第二氢气浓度信号,进而提高氢气传感器检测氢气的准确性。
可选的,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法包括:
根据预设的检测腔范围以确定当前调整角度;
指示预设的吹气装置对检测腔吹气以将氢气吹出检测腔,并指示检测腔以调整角度于预设的开启角度转动以获取当前转动角度;
对转动角度与调整角度进行对比,以继续获取转动角度或指示吹气装置停止吹气;
基于指示吹气装置停止吹气,获取双通道氢气敏感组件的当前检测时间,将调整角度更新为开启角度以指示检测腔转动,并继续获取检测时间;
对检测时间进行对比,以确定当前最快检测时间;
根据最快检测时间以确定最快检测调整角度,并根据最快调整角度以确定当前氢气扩散方向。
通过采用上述技术方案,控制吹气装置将检测腔内的氢气吹出检测腔,从而使检测腔内保持无氢气,控制检测腔以调整角度转动,从而在调整后,使双通道氢气敏感组件进行氢气检测,并获取检测时间,从而控制检测腔继续转动,对转动一周的检测时间进行对比,从而选择出最快检测时间,从而确定最快检测调整角度和氢气扩散方向,方便后续对氢气泄露进行处理。
可选的,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法还包括:
于热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,根据热阻检测结果与氢敏检测结果以确定当前最大氢气浓度;
根据最大氢气浓度和预设的检测腔范围以确定当前吹气功率,并根据吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围以确定当前吹气时间;
根据预设的吹气角度、吹气时间和吹气功率指示吹气装置对检测腔吹气以使氢气均匀;
于吹气时间后,获取当前吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果;
对吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果进行对比,以对热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元进行校验或输出综合检测结果。
通过采用上述技术方案,在热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,控制吹气装置以吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围进行吹气,从而使检测腔内的氢气混合均匀,尽量避免氢气不均匀导致热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元检测不一致,从而在吹气时间后,对吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果进行对比,从而判断出进行校验或输出综合检测结果,进而提高氢气传感器检测的准确性。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
通过采集罩的采集口将氢气收集进入采集罩内,从而使检测柱上的热阻温度检测单元从温度角度判断是否有氢气泄露和氢气的浓度,使氢敏电阻检测单元从氢气与氢敏金属接触的化学反应角度判断是否有氢气泄露和氢气的浓度,从而以两种不同技术原理的方式对氢气的泄露进行检测,避免出现共因问题导致氢气传感器检测不准确,进而提高氢气传感器的安全等级;
通过使用光刻胶涂敷在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上进行电路显影,并使用离子束蚀刻光刻胶,从而形成热阻金属薄膜和氢敏电阻薄膜,将第一检测组件与热阻金属薄膜电连接,并将第二检测组件与氢敏电阻薄膜电连接,从而使用两种不同技术原理的手段检测氢气泄露,避免共因问题的发生,进而提高氢气传感器的安全等级;
通过对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比,在热阻检测结果与氢敏检测结果一致时,则表明并无共因问题出现,因此根据综合检测结果与基准检测结果的对比发出警告或继续检测,进而提高氢气传感器的安全等级。
附图说明
图1是本申请实施例中一种双通道氢气传感器的整体示意图。
图2是本申请实施例中检测腔和检测基体的爆炸示意图。
图3是本申请实施例中一种制备方法的流程图。
图4是本申请实施例中一种检测方法的流程图。
图5是本申请实施例中校验热阻温度检测单元和氢敏电阻检测单元的方法的流程图。
图6是本申请实施例中获取第一氢气泄露信号、第一氢气浓度信号、第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号的方法的流程图。
图7是本申请实施例中指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法的流程图一。
图8是本申请实施例中指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法的流程图二。
附图标记说明:1、检测基体;11、检测柱;12、固定盘;121、固定槽;13、热阻温度检测单元;131、热阻金属薄膜;14、氢敏电阻检测单元;141、氢敏电阻薄膜;2、检测腔;21、固定筒;211、穿设孔;22、采集罩;221、采集口。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-图8及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
参照图1和图2,本申请实施例公开一种双通道氢气传感器,包括检测基体1和检测腔2。检测基体1包括检测柱11、固定盘12、热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14。固定盘12呈圆盘状,检测柱11一体设置于固定盘12的盘面上。热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14用于检测氢气泄露和氢气浓度,热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14沿检测柱11的圆周方向镀膜在检测柱11上,且热阻温度检测单元13与氢敏电阻检测单元14沿检测柱11的长度方向以特定间距设置,具体间距由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。检测腔2包括固定筒21和采集罩22。采集罩22呈锥形喇叭状,采集罩22上开设有用于收集氢气的采集口221。固定筒21一体设置于采集罩22远离采集口221的一侧,固定筒21上开设有穿设孔211,检测柱11穿设穿设孔211并插入采集罩22内。固定盘12上开设有固定槽121,固定槽121用于供固定筒21插入,固定筒21与固定盘12之间通过高温密封胶加固。
参照图1和图2,热阻温度检测单元13采用镍合金制成,以氢气的导热性为原理基础检测温度变化,从而得到氢气泄漏和氢气浓度的信息。热阻温度检测单元13包括热阻金属薄膜131和第一检测组件。热阻金属薄膜131和第一检测组件电连接形成供电回路。热阻金属薄膜131与氢气接触时温度快速下降,从而使热阻金属薄膜131的电阻值下降,使供电回路中的电流改变,从而使热阻金属薄膜131在改变的电流下自发热以维持热量损失平衡,使第一检测组件根据改变的电流检测到热量损失值后得到氢气是否泄露和氢气的浓度。
参照图1和图2,氢敏电阻检测单元14采用钯合金制成,以氢气与钯合金接触形成化学键改变钯合金电阻为原理基础检测电阻值变化,从而得到氢气泄漏和氢气浓度的信息。氢敏电阻检测单元14包括氢敏电阻薄膜141和第二检测组件,氢敏电阻薄膜141和第二检测组件电连接形成供电回路。氢敏电阻薄膜141与氢气接触时,形成化学键,从而导致氢敏电阻薄膜141的电阻值快速下降,使供电回路中的电流改变,从而使氢敏电阻薄膜141在改变的电流下自发热以维持热量损失平衡,使第二检测组件根据改变的电流计算出氢敏电阻薄膜141的改变电阻值,并根据改变电阻值得到氢气是否泄露和氢气的浓度。
参照图1和图2,氢敏电阻薄膜141和热阻金属薄膜131外侧覆盖有保护膜,保护膜采用陶瓷制成,且保护膜表明形成多孔,从而控制氢敏电阻薄膜141和热阻金属薄膜131的正常热损失率。
本申请实施例公开的一种双通道氢气传感器的工作原理为:
1.采集罩22通过采集口221将氢气采集进入采集罩22内,从而使热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14与氢气接触,使热阻温度检测单元13根据氢气与热阻金属薄膜131接触后利用导热性使热阻金属薄膜131的电阻值快速下降,从而改变供电回路的电流,使第二检测组件根据电流得到热阻金属薄膜131的温度变化值,并根据温度变化值得到氢气的泄露情况和浓度。
2.氢敏电阻检测单元14与氢气接触,使氢敏电阻检测单元14根据氢气与氢敏电阻薄膜141接触后形成化学键,从而使氢敏电阻薄膜141电阻值快速下降,从而改变供电回路电流,使第二检测组件根据改变的电流得到氢敏电阻薄膜141的改变电阻值,根据改变电阻值得到氢气的泄露情况和浓度,从而以两种不同技术原理的手段同时对氢气进行检测,尽量避免出现共因问题,进而提高氢气传感器的安全等级。
参照图3,基于同一发明构思,本发明实施例公开一种制备方法,制备如图1、图2中任一种双通道氢气传感器,包括以下步骤:
步骤S100:选择二氧化锆陶瓷制作检测柱11和固定盘12,并进行检测柱11和固定盘12的研磨抛光。
选择二氧化锆陶瓷制作检测柱11和固定盘12,检测柱11呈长方体或圆柱体,利用二氧化锆的高熔点、高电阻率和低热膨胀系数使检测柱11检测氢气时更加精准。对检测柱11和固定盘12进行研磨抛光,从而使检测柱11和固定盘12的表面光滑,方便后续进行镀膜。
步骤S101:在检测柱11和固定盘12上磁控溅射五氧化二钽以形成过渡层。
使用磁控溅射手段将五氧化二钽覆盖在检测柱11和固定盘12的表面形成过渡层,从而利用五氧化二钽的绝缘属性方便后续进行镀膜。
步骤S102:在过渡层上磁控溅射镍合金以形成镍合金热阻金属薄膜层,在过渡层上磁控溅射钯合金以形成钯合金氢敏电阻薄膜层。
镍合金热阻金属薄膜层为利用磁控溅射手段将镍合金溅射在检测柱11的过渡层上的镀膜层,利用镍合金在氢气的导热性下快速降温,并因降温导致电阻值下降的属性对氢气的泄露和浓度进行检测。钯合金氢敏电阻薄膜层为利用磁控溅射手段将钯合金溅射在检测柱11的过渡层上的镀膜层,利用钯合金与氢气接触形成化学键,导致钯合金的电阻值下降,从而根据电阻值的改变对氢气的泄露和浓度进行检测。
步骤S103:在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上进行光刻胶涂敷与电路显影。
使用光刻胶涂敷在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层,从而使电路显影,方便后续在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上蚀刻形成热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141。
步骤S104:在光刻胶上使用离子束蚀刻,以形成热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141。
在光刻胶上利用离子束蚀刻,从而使镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层以显影的电路分别形成热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141,从而为检测氢气泄露提供物质基础。
步骤S105:在热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141上涂敷陶瓷浆料,以600摄氏度烘烤2小时,以形成保护膜。
在热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141上涂敷陶瓷浆料后,放置在600摄氏度的环境中烘烤2小时,从而使陶瓷浆料在热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141的外侧形成多孔的保护膜,从而使保护膜减少热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141的热量散失,维持热阻金属薄膜131和氢敏电阻薄膜141基础的热量损失率。
步骤S106:将第一检测组件与热阻金属薄膜131电连接,将第二检测组件与氢敏电阻薄膜141电连接。
第一检测组件为高精度电路分析模块,将第一检测组件与热阻金属薄膜131电连接形成供电回路,从而使第一检测组件实时检测热阻金属薄膜131的温度变化,从而反应出氢气的泄露和浓度情况。第二检测组件为高精度电路分析模块,将第二检测组件与氢敏电阻薄膜141电连接形成供电回路,从而使第二检测组件实时检测氢敏电阻薄膜141的电阻变化,从而反应出氢气的泄露和浓度情况。
步骤S107:选择二氧化硅陶瓷制作检测腔2,使用时在采集罩22上垫加过滤材料,并使用高温密封胶连接固定盘12和固定筒21。
选择二氧化硅陶瓷制作检测腔2,从而利用二氧化硅的绝缘性和高熔点性提高检测柱11检测氢气时的准确性和稳定性。在采集罩22上垫加过滤材料,从而使过滤材料仅允许氢气通过的属性,提高采集罩22的采集效果。高温密封胶可采用有机硅类胶,使用高温密封胶固定固定盘12和固定筒21,从而避免氢气从固定盘12和固定筒21的连接处泄露,进而提高检测氢气的准确性。
基于同一发明构思,本申请实施例公开一种检测方法,应用如图1、图2中任一种双通道氢气传感器,包括:
参照图4,一种检测方法,包括以下步骤:
步骤S200:获取当前检测信息。
检测信息为检测到的启动双通道氢气敏感组件进行氢气检测的电信号,由第一检测组件和第二检测组件输出,并由计算机程序和硬件检测、上传、存储以待调用。通过对检测信息进行检测,从而为后续控制双通道氢气敏感组件检测氢气提供数据支持。
步骤S201:对检测信息与预设的基准检测信息进行对比,以继续获取检测信息或指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测。
基准检测信息为预设的启动双通道氢气敏感组件进行氢气检测的电信号,具体电信号由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。
通过对检测信息对应的电信号与基准检测信息对应的电信号进行对比分析,从而判断出检测信息是否与基准检测信息一致,以此确定是否启动双通道氢气敏感组件进行氢气检测,以待进一步分析处理。
若检测信息与基准检测信息不一致,则表明当前无信息或错误信息指示启动双通道氢气敏感组件进行氢气检测,因此继续对检测信息进行检测,以持续对检测信息的变化进行监测。
若检测信息与基准检测信息一致,则表明当前检测信息满足启动双通道氢气敏感组件的要求,因此控制双通道氢气敏感组件进行氢气检测,从而为后续氢气的泄露和浓度检测提供基础支持。
步骤S202:基于指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测,获取热阻温度检测单元13的当前热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元14的氢敏检测结果。
热阻检测结果为热阻温度检测单元13对氢气的检测结果,由热阻金属薄膜131检测,并由第一检测组件分析确定、上传、存储以待计算机程序调用。氢敏检测结果为氢敏电阻检测单元14对氢气的检测结果,由氢敏电阻薄膜141检测,并由第二检测组件分析确定、上传、存储以待计算机程序调用。在控制双通道氢气敏感组件进行氢气检测后,对热阻检测结果和氢敏检测结果进行检测,从而为后续判断两种技术原理的手段检测的结果是否相同提供数据支持。
步骤S203:对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比,以输出当前校验信息或根据热阻检测结果和氢敏检测结果以确定当前综合检测结果。
校验信息为指示对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验的数据,具体数据由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。综合检测结果为热阻检测结果和氢敏检测结果一致时的综合结果,由本领域技术人员根据不同的热阻检测结果与氢敏检测结果进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与综合检测结果相关的热阻检测结果与氢敏检测结果,且具有多个与综合检测结果对应的热阻检测结果与氢敏检测结果,根据输入的热阻检测结果与氢敏检测结果,匹配输出综合检测结果。
通过对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比分析,从而判断出热阻检测结果是否与氢敏检测结果一致,以此确定两种不同技术原理的手段检测到的氢气结果是否一致,以待进一步分析处理。
若热阻检测结果与氢敏检测结果不一致,则表明两种不同技术原理的手段检测到的氢气结果不一致,某一技术原理的手段出现问题,因此输出校验信息,从而为后续对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的校验提供数据支持。
若热阻检测结果与氢敏检测结果一致,则表明两种不同技术原理的手段检测到的氢气结果一致,因此根据热阻检测结果和氢敏检测结果以确定综合检测结果,从而为后续处理提供数据支持。
步骤S2031:基于校验信息,指示校验热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14。
在输出校验信息后,对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验,从而判断出热阻温度检测单元13或氢敏电阻检测单元14出现问题,从而提高氢气传感器的安全等级。
步骤S2032:基于确定综合检测结果,对综合检测结果与预设的基准检测结果进行对比,以继续获取热阻检测结果和氢敏检测结果或发出告警。
基准检测结果为氢气未泄露的结果。通过对综合检测结果与基准检测结果进行对比分析,从而判断出综合检测结果是否与基准检测结果一致,以此确定是否有氢气泄露,以待进一步分析处理。
若综合检测结果与基准检测结果一致,则表明无氢气泄露,因此继续对热阻检测结果和氢敏检测结果进行检测,以持续对热阻检测结果和氢敏检测结果的变化进行监测。
若综合检测结果与基准检测结果不一致,则表明有氢气泄露,因此发出告警以提示人员,并输出氢气浓度。
参照图5,校验热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的方法,包括以下步骤:
步骤S300:获取当前校验信息。
校验信息为指示对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验的数据,由计算机程序输出并调用。通过对校验信息进行检测,从而为后续对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验提供数据支持。
步骤S301:对校验信息与预设的基准校验信息进行对比,以继续获取校验信息或指示检测腔2以预设的基准氢气浓度和释放时间进行氢气释放。
基准校验信息为预设的允许对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验的数据,具体数据由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。基准氢气浓度为预设的能够引起双通道氢气敏感组件告警的氢气浓度,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。释放时间为预设的释放基准氢气浓度对应氢气的时间,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。
通过对校验信息对应的数据与基准校验信息对应的数据进行对比分析,从而判断出校验信息是否与基准校验信息一致,以此确定是否能够对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验,以待进一步分析处理。
校验信息与基准校验信息不一致,则表明无校验信息,不能对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验,因此继续对校验信息进行检测,以持续对校验信息的变化进行监测。
若校验信息与基准校验信息一致,则表明可以对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验,因此控制检测腔2以基准氢气浓度和释放时间进行氢气释放,从而为热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的校验提供基础支持。
步骤S302:于释放时间后,获取热阻温度检测单元13的当前校验热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元14的校验氢敏检测结果。
校验热阻检测结果为热阻温度检测单元13在检测腔2释放氢气后的检测结果。校验氢敏检测结果为氢敏电阻检测单元14在检测腔2释放氢气后的检测结果。在释放时间后,对校验热阻检测结果和校验氢敏检测结果进行检测,从而为后续热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的校验提供数据支持。
步骤S303:根据基准氢气浓度以确定当前基准校验结果。
基准校验结果为正常的双通道氢气敏感组件对基准氢气浓度的结果,由本领域技术人员根据不同的基准氢气浓度进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与基准校验结果相关的基准氢气浓度,且具有多个与基准校验结果对应的基准氢气浓度,根据输入的基准氢气浓度,匹配输出基准校验结果,从而为后续热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的校验提供数据支持。
步骤S3031:对校验热阻检测结果与基准校验结果进行对比,以确定当前热阻温度检测单元异常或热阻温度检测单元正常。
热阻温度检测单元异常为热阻温度检测单元13损坏,热阻温度检测单元正常为热阻温度检测单元13不存在损伤等情况,由计算机程序调用校验热阻检测结果与基准校验结果对比后确定、上传、存储以待调用。
通过对校验热阻检测结果与基准校验结果进行对比分析,从而判断出校验热阻检测结果是否与基准校验结果一致,以此确定热阻温度检测单元13的检测结果是否正确,以待进一步分析处理。
若校验热阻检测结果与基准校验结果不一致,则表明热阻温度检测单元13的检测结果不正确,因此确定热阻温度检测单元异常。
若校验热阻检测结果与基准校验结果一致,则表明热阻温度检测单元13的检测结果正确,因此确定热阻温度检测单元正常。
步骤S3032:对校验氢敏检测结果与基准校验结果进行对比,以确定氢敏电阻检测单元异常或氢敏电阻检测单元正常。
氢敏电阻检测单元异常为氢敏电阻检测单元14损坏,氢敏电阻检测单元正常为氢敏电阻检测单元14不存在损伤,由计算机程序调用校验氢敏检测结果与基准校验结果对比后确定、上传、存储以待调用。
通过对校验氢敏检测结果与基准校验结果进行对比分析,从而判断出校验氢敏检测结果是否与基准校验结果一致,以此确定氢敏电阻检测单元14的检测结果是否正确,以待进一步分析处理。
若校验氢敏检测结果与基准校验结果不一致,则表明氢敏电阻检测单元14的检测结果不正确,因此确定氢敏电阻检测单元异常。
若校验氢敏检测结果与基准校验结果一致,则表明氢敏电阻检测单元14的检测结果正确,因此确定氢敏电阻检测单元正常。
参照图6,热阻检测结果包括第一氢气泄露信号和第一氢气浓度信号,氢敏检测结果包括第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号,获取第一氢气泄露信号、第一氢气浓度信号、第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号的方法,包括以下步骤:
步骤S400:获取第一检测组件的当前第一电流,并获取第二检测组件的当前第二电流。
第一电流为第一检测组件接收的热阻金属薄膜131改变电阻值后供电回路的电流值,由电流表检测、上传、存储以待计算机程序调用。第二电流为第二检测组件接收的氢敏电阻薄膜141改变电阻值后供电回路的电流值,由电流表检测、上传、存储以待计算机程序调用。通过对第一电流和第二电流进行检测,从而为后续输出热阻检测结果和氢敏检测结果提供数据支持。
步骤S401:根据第一电流和预设的基准电压以确定当前热阻金属薄膜电阻值,并根据第二电流和基准电压以确定当前氢敏电阻薄膜电阻值。
基准电压为热阻金属薄膜131与第一检测组件的供电回路以及氢敏电阻薄膜141与第二检测组件的供电回路的电压值,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。热阻金属薄膜电阻值为热阻金属薄膜131的电阻值,由计算机程序调用第一电流和基准电压计算得到、上传、存储以待调用。氢敏电阻薄膜电阻值为氢敏电阻薄膜141的电阻值,由计算机程序调用第二电流和基准电压计算得到、上传、存储以待调用。通过第一电流和基准电压得到热阻金属薄膜电阻值,并根据第二电流和基准电压确定氢敏电阻薄膜电阻值,从而为后续输出热阻检测结果和氢敏检测结果提供数据支持。
步骤S4011:对热阻金属薄膜电阻值与预设的基准热阻金属薄膜电阻值进行对比,以继续获取第一电流或输出第一氢气泄露信号。
基准热阻金属薄膜电阻值为预设的未被氢气导热的热阻金属薄膜131的电阻值,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。第一氢气泄露信息为预设的热阻温度检测单元13输出的氢气泄露的信号,具体数据由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。
通过对热阻金属薄膜电阻值对应的数值大小与基准热阻金属薄膜电阻值对应的数值大小进行大小排序和对比分析,从而判断出热阻金属薄膜电阻值是否与基准热阻金属薄膜电阻值一致,以此确定是否有氢气与热阻金属薄膜131接触导致热阻金属薄膜131的温度下降,从而导致热阻金属薄膜131的电阻值下降,以待进一步分析处理。
若热阻金属薄膜电阻值与基准热阻金属薄膜电阻值一致,则表明并没有氢气与热阻金属薄膜131接触导致热阻金属薄膜131的温度下降,从而导致热阻金属薄膜131的电阻值下降,因此继续对第一电流进行检测,以持续对第一电流的变化进行监测。
若热阻金属薄膜电阻值与基准热阻金属薄膜电阻值不一致,则表明有氢气与热阻金属薄膜131接触导致热阻金属薄膜131的温度下降,从而导致热阻金属薄膜131的电阻值下降,因此输出第一氢气泄露信号。
步骤S40111:基于输出第一氢气泄露信号,根据热阻金属薄膜电阻值以确定当前温度值,计算温度值与预设的基准温度值之间的差,并将计算得到的差定义为温度差值。
温度值为热阻金属薄膜131与氢气解除后散失热量后的温度值,由本领域技术人员根据不同的热阻金属薄膜电阻值进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与温度值相关的热阻金属薄膜电阻值,且具有多个与温度值对应的热阻金属薄膜电阻值,根据输入的热阻金属薄膜电阻值,匹配输出温度值。基准温度值为热阻金属薄膜131未与氢气接触时的温度值,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。温度差值为温度值与基准温度值之间的差距,由计算机程序调用温度值与基准温度值作差得到、上传、存储以待调用。在输出第一氢气泄露信号后,根据热阻金属薄膜电阻值以确定温度值,并对温度值与基准温度值作差得到温度差值,从而为后续输出热阻检测结果提供数据支持。
步骤S40112:根据温度差值以确定并输出当前第一氢气浓度信号。
第一氢气浓度信号为热阻温度检测单元13检测到的氢气的浓度值,由本领域技术人员根据不同的温度差值进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与第一氢气浓度信号相关的温度差值,且具有多个与第一氢气浓度信号对应的温度差值,根据输入的温度差值,匹配输出第一氢气浓度信号。
步骤S4012:对氢敏电阻薄膜电阻值与预设的基准氢敏电阻薄膜电阻值进行对比,以继续获取第二电流或输出第二氢气泄露信号。
基准氢敏电阻薄膜电阻值为预设的氢敏电阻薄膜141未接触氢气时的电阻值,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。第二氢气泄露信号为预设的氢敏电阻检测单元14输出的氢气泄露的信号,具体数据由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。
通过对氢敏电阻薄膜电阻值对应的数值大小与基准氢敏电阻薄膜电阻值对应的数值大小进行大小排序和对比分析,从而判断出氢敏电阻薄膜电阻值是否与基准氢敏电阻薄膜电阻值一致,以此确定是否有氢气与氢敏电阻薄膜141接触形成化学键,从而得到氢敏电阻薄膜141的电阻值下降,以待进一步分析处理。
若氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值一致,则表明没有氢气与氢敏电阻薄膜141接触形成化学键,从而得到氢敏电阻薄膜141的电阻值下降,因此继续对第二电流进行检测,以持续对第二电流的变化进行监测。
若氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值不一致,则表明有氢气与氢敏电阻薄膜141接触形成化学键,从而得到氢敏电阻薄膜141的电阻值下降,因此输出第二氢气泄露信号。
步骤S40121:基于输出第二氢气泄露信号,计算氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值之间的差,并将计算得到的差定义为电阻差值。
电阻差值为氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值之间的差距,由计算机程序调用氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值作差得到、上传、存储以待调用。在输出第二氢气泄露信号后,对氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值作差得到电阻差值,从而为后续输出氢敏检测结果提供数据支持。
步骤S40122:根据电阻差值以确定当前第二氢气浓度信号。
第二氢气浓度信号为氢敏电阻检测单元14检测到的氢气的浓度,由本领域技术人员根据不同的电阻差值进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与第二氢气浓度信号相关的电阻差值,且具有多个与第二氢气浓度信号对应的电阻差值,根据输入的电阻差值,匹配输出第二氢气浓度信号。
参照图7,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法,包括以下步骤:
步骤S500:根据预设的检测腔范围以确定当前调整角度。
检测腔范围为预设的检测腔2收集氢气的范围,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。调整角度为检测腔2转动的角度,由本领域技术人员根据不同的检测腔范围进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与调整角度相关的检测腔范围,且具有多个与调整角度对应的检测腔范围,根据输入的检测腔范围,匹配输出调整角度,从而为后续指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测提供数据支持。
步骤S501:指示预设的吹气装置对检测腔2吹气以将氢气吹出检测腔2,并指示检测腔2以调整角度于预设的开启角度转动以获取当前转动角度。
吹气装置为预设的用于将氢气吹出检测腔2的机械设备,包括风机、风管和吹气头等。开启角度为预设的开始控制检测腔2转动的角度,具体数值大小由本领域技术人员根据实际情况自行设置,在此不做赘述。转动角度为检测腔2已经转动的角度值,由角度测量仪检测、上传、存储以待计算机程序调用。控制吹气装置对检测腔2吹气以将氢气吹出检测腔2,从而使热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14处于休眠状态,并控制检测腔2从开启角度以调整角度转动,并对转动角度进行检测,从而为后续确定氢气扩散方向提供数据支持。
步骤S502:对转动角度与调整角度进行对比,以继续获取转动角度或指示吹气装置停止吹气。
通过对转动角度对应的数值大小与调整角度对应的数值大小进行对比分析,从而判断出转动角度小于或等于调整角度,以此确定检测腔2是否调整角度以检测其他方向的氢气,以待进一步分析处理。
若转动角度小于调整角度,则表明检测腔2还未调整角度以检测其他方向的氢气,因此继续对转动角度进行检测,以持续对转动角度的变化进行监测。
若转动角度等于调整角度,则表明检测腔2已调整角度以检测其他方向的氢气,因此控制吹气装置停止吹气,以使氢气进入检测腔2内。
步骤S503:基于指示吹气装置停止吹气,获取双通道氢气敏感组件的当前检测时间,将调整角度更新为开启角度以指示检测腔2转动,并继续获取检测时间。
检测时间为吹气装置停止吹气时,双通道氢气敏感组件检测到氢气的时间,由时钟检测、上传、存储以待计算机程序调用。在控制吹气装置停止吹气时,对检测时间进行检测,并将调整角度更新为开启角度,从而再次控制检测腔2转动,使双通道氢气敏感组件继续检测其他方向的氢气,并获取检测时间,从而为后续确定氢气扩散方向提供数据支持。
步骤S504:对检测时间进行对比,以确定当前最快检测时间。
最快检测时间为检测腔2转动一周后,所有的检测时间中最短的时间,由计算机程序调用检测时间对比后确定、上传、存储以待调用。通过对比检测时间确定最快检测时间,从而为后续确定氢气扩散方向提供数据支持。
步骤S505:根据最快检测时间以确定最快检测调整角度,并根据最快调整角度以确定当前氢气扩散方向。
最快检测调整角度为最快检测时间对应的调整角度,由计算机程序调用最快检测时间与调整角度匹配后得到、上传、存储以待调用。氢气扩散方向为氢气扩散的方向,即检测腔2正对的方向,检测腔2正对氢气扩散方向时,双通道氢气敏感组件更快检测到氢气,因此检测时间最短。通过最快检测时间确定最快检测调整角度,从而确定氢气扩散方向,方便后续寻找氢气泄露源头。
参照图8,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法,还包括以下步骤:
步骤S600:于热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,根据热阻检测结果与氢敏检测结果以确定当前最大氢气浓度。
最大氢气浓度为热阻检测结果和氢敏检测结果中的氢气浓度的最大值,由计算机程序调用热阻检测结果与氢敏检测结果对比后确定、上传、存储以待调用。在热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,根据热阻检测结果与氢敏检测结果以确定最大氢气浓度,从而为后续控制双通道氢气敏感组件进行氢气检测提供数据支持。
步骤S601:根据最大氢气浓度和检测腔范围以确定当前吹气功率,并根据吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围以确定当前吹气时间。
吹气功率为吹气装置将最大氢气浓度对应的氢气均匀混合在检测腔范围内的功率值,由本领域技术人员根据不同的最大氢气浓度和检测腔范围进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与吹气功率相关的最大氢气浓度和检测腔范围,且具有多个与吹气功率对应的最大氢气浓度和检测腔范围,根据输入的最大氢气浓度和检测腔范围,匹配输出吹气功率。吹气时间为吹气装置以吹气功率将最大氢气浓度对应的氢气均匀混合在检测腔范围内需要的时间,由本领域技术人员根据不同的吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围进行大量试验总结规律,生成数据库,数据库中存储有与吹气时间相关的吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围,且具有多个与吹气时间对应的吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围,根据输入的吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围,匹配输出吹气时间。通过最大氢气浓度和检测腔范围以确定吹气功率,并根据吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围以确定吹气时间,从而为后续双通道氢气敏感组件进行氢气检测提供数据支持。
步骤S602:根据预设的吹气角度、吹气时间和吹气功率指示吹气装置对检测腔2吹气以使氢气均匀。
吹气角度为预设的吹气装置将氢气均匀混合在检测腔2内的角度,即沿检测腔2的内周向方向。控制吹气装置以吹气角度、吹气时间和吹气功率对检测腔2进行吹气,从而使氢气均匀混合在检测腔2内,尽量避免因为热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14的位置不同导致检测结果不同。
步骤S603:于吹气时间后,获取当前吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果。
吹气热阻检测结果为吹气后热阻温度检测单元13的检测结果。吹气氢敏检测结果为吹气后氢敏电阻检测单元14的检测结果。在吹气时间后,对吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果进行检测,从而为后续校验或输出结果提供数据支持。
步骤S604:对吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果进行对比,以对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验或输出综合检测结果。
通过对吹气热阻检测结果与吹气氢敏检测结果进行对比分析,从而判断出吹气热阻检测结果是否与吹气氢敏检测结果一致,以此确定热阻检测结果与氢敏检测结果不一致是否因为检测腔2内的氢气不均匀导致。
若吹气热阻检测结果与吹气氢敏检测结果不一致,则表明热阻检测结果与氢敏检测结果不一致不是因为检测腔2内的氢气不均匀导致,因此对热阻温度检测单元13和氢敏电阻检测单元14进行校验。
若吹气热阻检测结果与吹气氢敏检测结果一致,则表明热阻检测结果与氢敏检测结果不一致是因为检测腔2内的氢气不均匀导致,因此输出综合检测结果。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种双通道氢气传感器,其特征在于,包括:
检测基体(1),所述检测基体(1)包括检测柱(11)、固定盘(12)以及用于检测氢气的热阻温度检测单元(13)和氢敏电阻检测单元(14),所述检测柱(11)一体设置于固定盘(12)上,所述热阻温度检测单元(13)和氢敏电阻检测单元(14)依次沿长度方向设置于检测柱(11)上;
检测腔(2),所述检测腔(2)包括固定筒(21)和采集罩(22),所述采集罩(22)上开设有用于采集氢气的采集口(221),所述固定筒(21)一体设置于采集罩(22)远离采集口(221)的一侧,所述固定筒(21)上开设有供检测柱(11)穿设进入采集罩(22)内的穿设孔(211),所述固定盘(12)上开设有供固定筒(21)插入并固定的固定槽(121)。
2.根据权利要求1所述的一种双通道氢气传感器,其特征在于,所述热阻温度检测单元(13)包括热阻金属薄膜(131)和第一检测组件;
所述热阻金属薄膜(131)和第一检测组件电连接,所述热阻金属薄膜(131)与氢气接触输出电流信号,所述第一检测组件接收电流信号以输出氢气泄露信号和氢气浓度信号,且所述热阻金属薄膜(131)接收电流信号自发热以维持热阻金属薄膜(131)的热量损失平衡。
3.根据权利要求2所述的一种双通道氢气传感器,其特征在于,所述氢敏电阻检测单元(14)包括氢敏电阻薄膜(141)和第二检测组件;
所述氢敏电阻薄膜(141)和第二检测组件电连接,所述氢敏电阻薄膜(141)与氢气接触输出电流信号,所述第二检测组件接收电流信号以输出氢气泄露信号和氢气浓度信号,且所述氢敏电阻薄膜(141)接收电流信号自发热以维持氢敏金属薄膜的热量损失平衡。
4.根据权利要求3所述的一种双通道氢气传感器,其特征在于,所述氢敏电阻薄膜(141)和热阻金属薄膜(131)外侧覆盖有用于平衡温度的保护膜。
5.一种制备方法,制备如权利要求1-4任一种双通道氢气传感器,其特征在于,包括:
选择二氧化锆陶瓷制作检测柱(11)和固定盘(12),并进行检测柱(11)和固定盘(12)的研磨抛光;
在检测柱(11)和固定盘(12)上磁控溅射五氧化二钽以形成过渡层;
在过渡层上磁控溅射镍合金以形成镍合金热阻金属薄膜层,在过渡层上磁控溅射钯合金以形成钯合金氢敏电阻薄膜层;
在镍合金热阻金属薄膜层和钯合金氢敏电阻薄膜层上进行光刻胶涂敷与电路显影;
在光刻胶上使用离子束蚀刻,以形成热阻金属薄膜(131)和氢敏电阻薄膜(141);
在热阻金属薄膜(131)和氢敏电阻薄膜(141)上涂敷陶瓷浆料,以600摄氏度烘烤2小时,以形成保护膜;
将第一检测组件与热阻金属薄膜(131)电连接,将第二检测组件与氢敏电阻薄膜电连接;
选择二氧化硅陶瓷制作检测腔(2),使用时在采集罩(22)上垫加过滤材料,并使用高温密封胶连接固定盘(12)和固定筒(21)。
6.一种检测方法,应用如权利要求1-4中任一种双通道氢气传感器,其特征在于,包括:
获取当前检测信息;
对检测信息与预设的基准检测信息进行对比,以继续获取检测信息或指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测;
基于指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测,获取热阻温度检测单元(13)的当前热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元(14)的氢敏检测结果;
对热阻检测结果与氢敏检测结果进行对比,以输出当前校验信息或根据热阻检测结果和氢敏检测结果以确定当前综合检测结果;
基于校验信息,指示校验热阻温度检测单元(13)和氢敏电阻检测单元(14);
基于确定综合检测结果,对综合检测结果与预设的基准检测结果进行对比,以继续获取热阻检测结果和氢敏检测结果或发出告警。
7.根据权利要求6所述的一种检测方法,其特征在于,校验热阻温度检测单元(13)和氢敏电阻检测单元(14)的方法包括:
获取当前校验信息;
对校验信息与预设的基准校验信息进行对比,以继续获取校验信息或指示检测腔(2)以预设的基准氢气浓度和释放时间进行氢气释放;
于释放时间后,获取热阻温度检测单元(13)的当前校验热阻检测结果,并获取氢敏电阻检测单元(14)的校验氢敏检测结果;
根据基准氢气浓度以确定当前基准校验结果;
对校验热阻检测结果与基准校验结果进行对比,以确定当前热阻温度检测单元异常或热阻温度检测单元正常;
对校验氢敏检测结果与基准校验结果进行对比,以确定氢敏电阻检测单元异常或氢敏电阻检测单元正常。
8.根据权利要求6所述的一种检测方法,其特征在于,热阻检测结果包括第一氢气泄露信号和第一氢气浓度信号,氢敏检测结果包括第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号,获取第一氢气泄露信号、第一氢气浓度信号、第二氢气泄露信号和第二氢气浓度信号的方法包括:
获取第一检测组件的当前第一电流,并获取第二检测组件的当前第二电流;
根据第一电流和预设的基准电压以确定当前热阻金属薄膜电阻值,并根据第二电流和基准电压以确定当前氢敏电阻薄膜电阻值;
对热阻金属薄膜电阻值与预设的基准热阻金属薄膜电阻值进行对比,以继续获取第一电流或输出第一氢气泄露信号;
基于输出第一氢气泄露信号,根据热阻金属薄膜电阻值以确定当前温度值,计算温度值与预设的基准温度值之间的差,并将计算得到的差定义为温度差值;
根据温度差值以确定并输出当前第一氢气浓度信号;
对氢敏电阻薄膜电阻值与预设的基准氢敏电阻薄膜电阻值进行对比,以继续获取第二电流或输出第二氢气泄露信号;
基于输出第二氢气泄露信号,计算氢敏电阻薄膜电阻值与基准氢敏电阻薄膜电阻值之间的差,并将计算得到的差定义为电阻差值;
根据电阻差值以确定当前第二氢气浓度信号。
9.根据权利要求6所述的一种检测方法,其特征在于,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法包括:
根据预设的检测腔范围以确定当前调整角度;
指示预设的吹气装置对检测腔(2)吹气以将氢气吹出检测腔(2),并指示检测腔(2)以调整角度于预设的开启角度转动以获取当前转动角度;
对转动角度与调整角度进行对比,以继续获取转动角度或指示吹气装置停止吹气;
基于指示吹气装置停止吹气,获取双通道氢气敏感组件的当前检测时间,将调整角度更新为开启角度以指示检测腔(2)转动,并继续获取检测时间;
对检测时间进行对比,以确定当前最快检测时间;
根据最快检测时间以确定最快检测调整角度,并根据最快调整角度以确定当前氢气扩散方向。
10.根据权利要求9所述的一种检测方法,其特征在于,指示双通道氢气敏感组件进行氢气检测的方法还包括:
于热阻检测结果与氢敏检测结果不一致时,根据热阻检测结果与氢敏检测结果以确定当前最大氢气浓度;
根据最大氢气浓度和检测腔范围以确定当前吹气功率,并根据吹气功率、最大氢气浓度和检测腔范围以确定当前吹气时间;
根据预设的吹气角度、吹气时间和吹气功率指示吹气装置对检测腔(2)吹气以使氢气均匀;
于吹气时间后,获取当前吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果;
对吹气热阻检测结果和吹气氢敏检测结果进行对比,以对热阻温度检测单元(13)和氢敏电阻检测单元(14)进行校验或输出综合检测结果。
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