[其他]用于测量流体媒介中气体浓度和温度的探测器和测量设备

说明书

技术领域

本发明创造涉及用于监测气体浓度的方法和设备，特别是流体媒介(诸如气态或液体媒介)中气体的浓度。本发明创造还涉及流体媒介温度的监测。 

背景技术

用于监测诸如熔融金属的流体媒介温度的传统设备包括安置在有盲端的管内的热电偶。热电偶末梢、或者热电偶联结部位于管的盲端附近，而两个热电偶线路沿着管的长度延伸。管或者护套通常是金属(诸如钢)的，并且外径大约3mm。在管内，通过压紧的、非导电矿物粉末隔开并环绕热电偶线路以提供热电偶线路之间以及线路与管之间的电绝缘。在管的与盲端相对的末端处，热电偶线路的末端以及管连接到从管的末端延伸的热电偶补偿线缆以允许连接到监测设备。通常通过电绝缘和气密密封来密封管的末端以保护管内的热电偶组件。 

在诸如已公布的专利申请W02004/025289、WO2006/037992、WO2007/042805和WO2007/042808的文献中描述了用于测量流体媒介中溶解气体的浓度的已知探测器和传感器，全部这些文献整体经引用并入本文。这些文献描述了用于温度升高的流体媒介中氢浓度的确定的传感器。此类型的传感器包括与金属/氢基准标准相接触的质子传导固体电解质，金属/氢基准标准容纳在固体电解质一侧的密封室内。在固体电解质的相对面上放置或者涂覆有电极，电解质的一面暴露于基准标准而另一侧在密封室外部暴露于要测量的氢浓度。可以构建类似探测器用于测量其他气体(诸如氧)。在该情形中，如本领域普通技术人员将会理解的，将会使用氧基准标准和氧离子传导固体电解质。 

可以用各种方便的几何形状来实施此类型的传感器，如WO2006/037992中所述。特别地，可以方便地把传感器封装在一端密闭地密封而另一端通过固体电解质密封的、并且含有基准标准的陶瓷管内。把第一电极放置固体电解质在密封管或室内的表面上，并且进行从电极到 穿过密闭密封来延伸的金属线头(stab)或者接触部的电连接。随后可以进行到接触部的方便的连接，以监测第一电极处的电压。把第二电极放置在固体电解质的外表面上，并且可以通过任何方便的方式进行到此电极的电连接。 

可以方便地把此类型的传感器装配在适当支撑物的末端处以形成探测器，如WO2006/037992中所述。随后可以把探测器承载传感器的末端浸入例如温度高的流体媒介中，以测量流体媒介内的气体浓度。 

实用新型内容

本发明创造提供了探测器、用于制造探测器的方法、用于监测流体媒介中气体浓度和温度的方法、以及测量设备，如现在应当参考的所附独立权利要求中所定义的。在从属子权利要求中叙述了本发明创造的优选或有益特征。 

根据本实用新型的一个实施例，提供一种用于测量流体媒介中气体浓度和温度的探测器，包括：管状支撑物，该支撑物的探测器端用于在使用中在流体媒介中进行接触；在管状支撑物内延伸的热电偶，包括热电偶联结部以及两个热电偶线路；以及气体浓度传感器，包括第一和第二电极；其中，该传感器被支撑在管状支撑物的探测器端处，并且该第一电极电连接到热电偶。 

根据本实用新型的一个实施例，管状支撑物是导电的，并且第二电极电连接到管状支撑物。 

根据本实用新型的一个实施例，传感器包括固体电解质，电解质的第一面承载第一电极并且在使用中暴露于要测量其浓度的气体，而电解质的第二面承载第二电极并且在使用中暴露于基准材料。 

根据本实用新型的一个实施例，传感器包括固体电解质，电解质的第一面承载第一电极并且在使用中暴露于基准材料，而电解质的第二面承载第二电极并且在使用中暴露于要测量其浓度的气体。 

根据本实用新型的一个实施例，基准材料是固体基准材料。 

根据本实用新型的一个实施例，传感器是包括电连接到第一电极的第一接触部的独立单元，并且第一接触部借助于卷曲连接或者通过焊接、尤其是硬钎焊或软钎焊连接到热电偶。 

根据本实用新型的一个实施例，第一电极电连接到热电偶联结部。 

根据本实用新型的一个实施例，任一热电偶线路能用于在使用期间感测第一电极处的电压。 

根据本实用新型的一个实施例，第一电极电连接到热电偶线路中的一个热电偶线路，该线路能用于在使用期间感测第一电极处的电压。 

根据本实用新型的一个实施例，探测器包括管状支撑物内的用于防止气体在支撑物内流动的塞子。 

根据本实用新型的一个实施例，探测器包括在管状支撑物的探测器端处紧固的盖子，传感器在盖子内。 

根据本实用新型的一个实施例，盖子是穿孔的金属盖子，用于在使用中允许气体从流体媒介朝向传感器扩散。