专利名称：燃料电池气体传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油浸式电气设备在线监测技术领域，尤其涉及一种应用于电气设备的油中气体在线监测的燃料电池气体传感器。
背景技术：
油浸式电气设备，是指使用介电液体作为绝缘媒体的电气设备，包括变压器、电抗器、充油开关等。这类设备，通常都是电力系统的关键设备之一。对于这类设备的早期故障监测能极大的减少意外事故的发生，保障设备安全可靠的运行，是保证高效益的发电、输电以及配电的关键因素之一。变压器油中气体分析是变压器早期故障诊断最有效可靠的手段。传统的油中气体含量分析是在实验室中完成的，包括定期现场取样、送样、脱气以及气相色谱分析。其结果是基于定期检测，一般以三个月至一年为检测周期，这种方式对演变速度快的故障无能为力，无法做到防微杜渐，防患于未然。油中气体在线监测技术可以在不影响被监测变压器正常运行的条件下，对变压器油中的故障气体进行连续实时在线的监测，此外，还可以在已有监测历史数据的基础上通过对监测数据变化的分析，推断变压器内部已经形成或正在发生的故障的变化或演变趋势，以便及时采取措施。目前，油中气体在线监测技术已经广泛的应用于大型电气设备的状态监测，并取得了非�：玫某杉ǎ磕甓加写罅抗收喜蹲降某晒Π咐彝旎亓司薮蟮木盟鹗�。目前各省500KV以上电压等级的电气设备已经全部配备了相应的油中气体在线监测设备，220KV以及110KV等级的电气设备的油中气体的在线监测也在全面开展中。但是作为电网中重要组成部分，同时也是数量最庞大的配网电气设备如配网变压器的油中气体在线监测目前确是处于真空状态。配网变压器(下文中简称配变)具有以下几个特点1)数量庞大；2)价格相对低廉一台配变的价格只有十几万；3)资产报废净值率高没有开展状态监测，基本上采取故障后退役处理的方式；4)寿命短由于缺少必要的状态监测手段造成无法进行及时的维护，从而导致直接报废的现状；5)直接影响用户用电安全可靠性。所以对配变的状态监测势在必行。但是现有的在线监测装置相对于配变而言，存在价格昂贵(十几万甚至几十万元)、体积庞大不便于安装等不足而无法在配变上推广运用。气体传感器作为油中气体在线监测装置的核心直接决定着整个在线监测装置的性能。而现有的气体传感器中应用于电力设备的状态监测的燃料电池气体传感器，由于结构复杂、体积大、成本高等问题而无法适用于小型电力设备的状态监测。而小型电力设备的特性决定了应用于该类设备的故障监测的在线监测仪必须具有极高的稳定性以及免维护性。传统的燃料电池气体传感器，如中国专利CN101477076A、CN101363813A、CN1261195C公开的传感器，其内部采用螺栓固定的方式来实现各部件的固定以及密封，由于在结构设计中要预留螺栓的位置而造成了传感器的体积庞大的现象。而如美国专利US6638407B1和中国专利ZL96202178. 4中的燃料电池气体传感器，其是采用液体电解质来传递质子，这类传感器中的液体电解质易受环境因素的影响从而出现泄露或干涸的问题，从而极大的影响传感器的性能。在中国专利CN00808800.5中提到了利用半固体电解质的方式来实现质子传递，该专利中虽然使用了具有质子传递功能的全氟磺酸质子交换膜，但是其电解质的主体还是凝胶状的酸性电解质，同样会存在液体电解质的相关问题。同时由于所采用的全氟磺酸质子交换膜缺乏多孔气体扩散电极所具备的憎水性，从而相比于常规全液体电解质的气体传感器而言更易出现电解质泄露以及干涸的现象。[0007]在Raymond Liu,We1-Hwa Her and peter S.Fedkiw,J.Electrochem.Soc.,1992,N0.1, PP15-23中公开了 Takenaka-Torikai方法用于制作固体电解质电极。在中国专利CN101363813A中利用Takenaka-Torikai方法制作了以全氟磺酸质子交换膜为电解质的燃料电池，并用于组装燃料电池型气体传感器，该传感器的缺陷在于其采用的是不对称电极，也就是其中的阴极和阳极采用的是不同的贵金属来充当催化剂，由于不同金属的电位不同，导致传感器的动态稳定性差，会出现零点高以及传感器整体稳定性差的缺陷。实用新型内容[0008]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种燃料电池气体传感器，其结构简单、安装简易、体积小、重量轻、成本低及稳定性高。[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种燃料电池气体传感器，包括中空结构的壳体、设置在所述壳体内的用于分离出绝缘油中待测气体的复合式油气分离膜及用于传感待测气体以输出电信号的燃料电池组件；[0010]所述壳体具有用于与充油电气设备连接的第一端，所述复合式油气分离膜以其高分子本体膜朝向所述壳体的第一端；所述燃料电池组件位于所述复合式油气分离膜的多孔金属烧结片一侧，并通过金属引线向外输出电信号；[0011]所述燃料电池组件包括电池以及套装所述电池的电池套与电池盖；所述电池盖与所述电池套上分别设有相互配合的卡套结构，所述电池盖通过所述卡套结构卡紧在所述电池套上；所述电池包括固体电解质、设在所述固体电解质上的阳极电极及阴极电极，所述金属引线包括与所述阳极电极导电连接的阳极引线及与所述阴极电极导电连接的阴极引线；所述阳极电极与所述阴极电极包括相同的活性催化剂层。[0012]所述活性催化剂层为包括钼(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)、金(Au)、铱(Ir)及银(Ag)中一种或多种的贵金属催化剂层；或者，所述活性催化剂层为担载有钼(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)、金(Au)、铱(Ir)及银(Ag)中的一种或多种的导电粉末层，所述导电粉末包括碳黑、碳纳米管或活性碳粉末；所述固体电解质为全氟磺酸膜、或全氟磺酸/PTFE共聚膜的固态离子传导膜或交换膜。[0013]所述电池套内侧壁设有线槽以分别供所述阳极引线与所述阴极引线容置及引出；所述电池套下方设有穿孔贯通至所述复合式油气分离膜，且所述电池套与所述复合式油气分离膜之间通过第一密封圈实现密封；所述电池盖上还设有供外部氧气通过进入所述电池套内的通槽及用于固定所述阳极引线和所述阴极引线的固定槽。[0014]所述电池的上方还依次放置有垫片与气体渗透膜，所述垫片中部设有通孔；所述电池与所述垫片之间及所述气体渗透膜与所述电池盖之间分别通过第二密封圈实现密封。[0015]所述壳体的所述第一端设有一第一壳体盖，所述第一壳体盖内设有防转件，所述复合式油气分离膜位于所述防转件上方；所述第一壳体盖与所述防转件中部分别设有贯通孔，所述贯通孔相互连通形成用于绝缘油容纳的油腔，且所述复合式油气分离膜与所述防转件之间通过第三密封圈实现密封。所述壳体的第一端设有用于与充油电气设备连接的第一外螺纹、及位于所述第一外螺纹外侧的第二外螺纹，所述第一壳体盖设有对应所述第二外螺纹的内螺纹，通过所述第二外螺纹与所述内螺纹相配合将所述第一壳体盖连接在所述第一端。所述壳体内壁设有台阶，所述燃料电池组件及所述复合式油气分离膜通过所述台阶被夹紧在所述台阶与所述第一壳体盖之间；且所述台阶与所述燃料电池组件之间进一步依次设有导热垫及绝缘垫，所述导热垫上设有热敏元件以探测所述壳体的内部温度；所述绝缘垫与所述导热垫均设有贯通的孔部供外部氧气通过进入所述燃料电池组件及供所述阳极引线与所述阴极引线穿过。所述壳体还具有与所述第一端连通的第二端，所述第二端上设有一第二壳体盖，所述第二壳体盖上装有电信号接头；所述阳极引线与所述阴极引线分别连接至所述电信号接头的对应位置。所述第二壳体盖上设有贯通所述第二壳体盖的透气孔及用于平衡所述壳体内外部由于温度变化引起的压力差的毛细平衡孔，所述透气孔上覆盖有透气膜供外部氧气透过；所述第二壳体盖与所述第二端之间通过第四密封圈实现密封；所述毛细平衡孔的孔径小于或等于O. Imm,长度大于2mm ;所述透气膜由氧气/水蒸气透气比率高于O. 03的高分子膜制成，其厚度为O. 005-0. 1mm。还包括用于平衡和保持所述壳体内部湿度的湿度调节装置，所述湿度调节装置安装在所述壳体中，且位于所述燃料电池组件上方。本实用新型的燃料电池气体传感器，其结构简单、安装简易、体积小重量轻、成本低，且其电极采用固体电解质及对称电极，避免电解质泄露以及干涸的问题，提高传感器稳定性，适用于电气设备的油中气体在线监测，特别还适用于小型电气设备的油中气体在线监测。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图I是本实用新型的燃料电池气体传感器一实施例的局部剖视结构示意图；图2是图I所示燃料电池气体传感器的壳体的结构示意图；图3是图I所示燃料电池气体传感器的第一壳体盖与复合式油气分离膜的结构示意图；图4是图I所示燃料电池气体传感器的第二壳体盖的结构示意图；图5是图I所示燃料电池气体传感器的导热垫及绝缘垫的结构示意图；图6是图I所示燃料电池气体传感器的燃料电池组件的结构示意图；图7是本实用新型燃料电池气体传感器的反应原理图；图8是本实用新型燃料电池气体传感器的气体响应曲线图。
具体实施方式
[0032]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式
。[0033]如图1所示，本实用新型一实施例的燃料电池气体传感器，包括中空结构的壳体1、设置在壳体I内的复合式油气分离膜2及燃料电池组件3 ;复合式油气分离膜2用于分离出绝缘油中的待测气体，燃料电池组件3用于传感待测气体以输出响应电信号。还可包括湿度调节装置4，其设置在壳体I内，用于平衡和保持壳体I的内部湿度。[0034]如图2所示，壳体I可为一体化成型结构，其具有内部相互连通的第一端及第二端，第一端用于与充油电气设备连接。为了实现连接，在该第一端设有第一外螺纹111，壳体I可通过该第一外螺纹111直接连接到充油电气设备的阀门上而不需任何附加的油管，例如通过第一外螺纹111与变压器阀门相连接。该种连接结构可避免使用油泵或其他机械运动等易损器件，可确保设备使用时内部的油样充分对流，不污染及消耗绝缘油。但不限于此，壳体I与充油电气设备也可采用能够实现机械运动产生对流的安装方式。[0035]参考图1至图3所不,壳体I的该第一端设有一第一壳体盖12,该第一壳体盖12与第一端通过螺纹连接。其中，可在第一端的第一外螺纹111外侧进一步设置第二外螺纹112，第一壳体盖12对应设有内螺纹121，第一壳体盖12通过其内螺纹121与第二外螺纹112相配合旋紧在该第一端11，从而可为安装在壳体I内组件提供固定与密封所需的力。第一壳体盖12内设有防转件14，防转件14可为图3所示的防转台。第一壳体盖12与防转件14中部分别设有贯通孔120、140，贯通孔120、140相互连通形成用于绝缘油容纳的油腔。防转件14与第一壳体盖12可为一体制成,也可为分体制作后组合一起。进一步地,在壳体I内壁设有台阶11，在本实施例中，台阶11为弧形或环形凸设在壳体I内壁，用于与第一壳体盖12配合夹紧部分组件。[0036]如图1及图4所示，壳体I的第二端设有第二壳体盖13，第二壳体盖13上装有电信号接头15以与燃料电池组件3电连接。在本实施例中，该第二壳体盖14通过螺栓连接在第二端上，如图2、4所示，在第二壳体盖13及第二端开设可连通的螺孔133、113，通过螺栓穿过螺孔133、113可将第二壳体盖13固定在壳体I的第二端上。可以理解的是，该第二壳体盖13与壳体I的连接方式不限于此，例如还可通过第一壳体盖12与壳体I的螺纹连接方式连接固定。第二壳体盖13上还设有透气孔130及毛细平衡孔131，透气孔130贯通第二壳体盖13，其上覆盖有透气膜132可供外部氧气透过至壳体I内，从而为整个传感器提供氧气，又可有效避免外部杂质进入传感器内；毛细平衡孔131用于平衡壳体I内外部由于温度变化引起的压力差。所述毛细平衡孔131的孔径小于或等于0.1mm，长度大于2mm ;透气膜132可选择具有较高气/水蒸气透气比率的高分子膜,高分子膜的氧气/水蒸气透气比率高于0.03，厚度为0.005-0.1mm ;可选择的高分子膜包括有由聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)制成的聚四氟乙烯膜、聚乙烯膜或聚丙烯膜，优选聚四氟乙烯膜，更优选厚度为0.005-0.1mm的聚四氟乙烯膜。第二壳体盖13与壳体I第二端通过第四密封圈134实现密封，从而壳体I除了可渗透氧气及平衡外部压力外，其内部与外界密封隔离。该第四密封圈134采用耐油氟橡胶圈。[0037]如图1及图3所示，复合式油气分离膜2安装在壳体I内台阶11与第一壳体盖12之间，位于防转件14上方，通过防转件14可防止其翻转。复合式油气分离膜2与防转件14之间通过第三密封圈141实现密封，该第三密封圈141上下分别紧贴防转件14的贯通孔140周围与复合式油气分离膜2，实现传感器该端对绝缘油的密封。第三密封圈141采用耐油氟橡胶圈。复合式油气分离膜2用于分离出绝缘油中的待测气体，因此其可允许待测气体通过，而不允许绝缘油通过。该复合式油气分离膜2具有抵抗正压、负压和不同环境温度的性能，其包括高分子本体膜及设于高分子本体膜上的多孔金属烧结片，其是油高分子本体膜与多孔金属烧结片高温烧结而成。该复合式油气分离膜2以其高分子本体膜朝向壳体I的第一端安装在壳体I内。高分子本体膜可以是聚四氟乙烯(PTFE)、聚过氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(PFEP)、聚四氟乙烯/全氟丙乙烯醚(PFA)、聚乙烯/四氟乙烯共聚物(PETFE)、硅橡胶(SR)及氟化硅橡胶中的一种或多种的组合，多种组合时优选采用层压的组合方式；高分子本体膜与多孔金属烧结片之间通过具有高透气性的粘结剂粘结在一起。该复合式油气分离膜2的具体描述及制作方法可参见中国专利CN200310111953. 7。如图1、3所示，燃料电池组件3作为传感待测气体以输出电信号的气敏部件，其位于复合式油气分离膜2的多孔金属烧结片一侧并通过第一密封圈21紧贴复合式油气分离膜2，且燃料电池组件3通过金属引线向外输出电信号。燃料电池组件3与复合式油气分离膜2被夹紧在壳体I内台阶11与第一壳体盖12之间。如图6所示，燃料电池组件3具体为微型燃料电池组件，其可包括电池31、套装电池31的电池套32及电池盖33。参考图7所示，电池31包括固体电解质312、阳极电极311及阴极电极313，金属引线包括与阳极电极311导电连接的阳极引线314及与阴极电极313导电连接的阴极引线315，阳极引线314与阴极引线315分别连接至电信号接头15的对应位置。固体电解质312为全氟磺酸膜、或全氟磺酸/PTFE共聚膜的固态离子传导膜或交换膜。该电池采用对称电极，即阳极电极311与阴极电极313包括相同的活性催化剂层。活性催化剂层由活性催化剂成分制成，活性催化剂成分可为钼(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)、金(Au)、铱(Ir)及银(Ag)贵金属中的一种或多种组合，即可为上述贵金属的单质，也可为上述多种贵金属的化合物，因此活性催化剂层可为包括钼、钌、钯、金、铱及银贵金属中一种或多种的贵金属催化剂层；或者，活性催化剂层为担载有钼(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)、金(Au)、铱(Ir)及银(Ag)中的一种或多种的导电粉末层，导电粉末包括碳黑、碳纳米管或活性碳粉末。制作时，活性催化剂层通过沉积、喷涂、丝印或热压方式形成在固体电解质312上，以分别形成阳极电极311和阴极电极313。电池31的上方还依次放置有垫片34与气体渗透膜35，垫片34中部设有通孔340供氧气通过；气体渗透膜35可允许氧气通过，而会阻挡灰尘、液体等杂质进入燃料电池组件3内部。气体渗透膜35的材质可以是聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚乙烯(PP)等，优选聚四氟乙烯，厚度优选O. 005-0. 25mm。电池31与垫片34之间及气体渗透膜35与电池盖33之间分别通过一第二密封圈36、37实现密封。如图5所示，在本实施例中，阳极引线314连接有一金属垫片316，电池31以其阳极电极311朝向电池套32，金属垫片316被夹紧在电池套32内底面与电池31之间，紧贴电池31的阳极电极311 ;阴极引线315同样连接有一金属垫片317，金属垫片317被夹紧在垫片34、第二密封圈36与电池之间，紧贴电池31的阴极电极313。电池盖33与电池套32上分别设有相互配合的卡套结构，电池盖33通过卡套结构卡紧在电池套32上，代替了传统燃料电池组件的螺栓固定结构，利于其体积的减小。卡套结构的设置可为多种形式，例如包括在电池套32上设置的卡槽321及在电池盖33上对应凸设的卡部331。在电池31、垫片34及气体渗透膜35等部件于电池套32内放置好后，通过电池盖33卡紧在电池套32上方，便可实现电池套32内各部件的固定、紧贴和密封，缩小燃料电池组件3的整体体积，进而可缩小传感器的整体体积，使得传感器能广泛应用于小型电气设备油中的气体监测，同时还简化了安装过程。电池套32的内侧壁设有线槽322以分别供阳极引线314与阴极引线315容置及引出，防止阳极引线314与阴极引线315被卡套结构夹断造成传感器失效。电池套32下方设有穿孔(未图示)贯通至复合式油气分离膜2 ；电池盖33上设有供外部氧气通过进入电池套32内的通槽332，为燃料电池组件3提供充足氧气，氧气通过垫片34通孔达到电池33的阴极电池313发生还原反应。电池盖33还设有用于固定阳极引线314和阴极引线315的固定槽333，防止阳极引线314及阴极引线315在装配时被从燃料电池组件3上扯出。[0043]湿度调节装置4位于燃料电池组件3上方。具体的，该湿度调节装置4卡设在壳体I内的台阶11上。如图1、5所示，壳体I内还设有绝缘垫5及导热垫6，绝缘垫5与导热垫6依次置于燃料电池组件3上方，且随同燃料电池组件3和复合式油气分离膜2被固定或压紧在台阶11与第一壳体盖12之间。导热垫6上设有热敏元件61用于探测壳体的内部温度。热敏元件61可采用热敏电阻，紧贴在导热垫6上。该导热垫6与绝缘垫5均设有贯通的孔部60、50，供外部氧气通过进入燃料电池组件3，且还可供阳极引线314与阴极引线315穿过，使阳极引线314与阴极引线315能与第二壳体盖13上的电信号接头15连接。导热垫6可为单独一导热部件设置，也可与壳体I的台阶11整体设置而实现两者功能。[0044]在本实施例中，电池31的制作采用Takenaka-Torikai方法(具体可参见RaymondLiu, We1-Hwa Her and peter S.Fedkiw, J.Electrochem.Soc.,1992, N0.1, PP15-23),在Nafion质子膜(美国杜邦公司生产)两面沉积相同的微晶贵金属催化剂，得到对称电极(SP阳极电极311与阴极电极313)，贵金属沉积量约2lmg/Cm2，优选r6mg/Cm2。贵金属可以为钼(Pt),钌(Ru)、钮(Pd)、金(Au)、铱(Ir)、银(Ag)等贵金属单质或化合物中一种或多种。参考图7所示，使用时，复合式油气分离膜2从绝缘油中所分离出来的待测气体(包括有H2、CO及C2H2等)，如图中箭头A所示方向，到达电池31的阳极电极311，在电池31的阳极电极311氧化释放出电子，阳极电极311产生的电信号通过阳极引线314传导到电信号接头15 ；而外部氧气可依次通过第二壳体盖13、导热垫6、绝缘垫5、燃料电池组件3的电池盖33、气体渗透膜35及垫片34而到达电池33的阴极电极313，如图中箭头B所示方向，并在其上发生还原反应。在电池33的阳极电极311氧化后的质子(H+)通过Nafion膜(即固体电解质312)传导到电池31的阴极电极313，并与在阴极电极313还原的氧原子结合生成水。阴极电极313产生的电信号通过阴极引线315传到电信号接头15上。电信号接头15上负载有两脚金属膜电阻(未图示);阴极引线315、阳极引线314、两脚金属膜电阻、电池31四者构成闭合回路，闭合回路中的电流强度与待测气体的浓度成正比。电信号接头15与外部信号接收装置(未图示)连接，将闭合回路中的电信号输出给外部信号接收装置。[0045]本实用新型气体传感器的性能实验:[0046]采用Takenaka-Torikai方法制作电池的电极(对称电极),所用贵金属为Pt,沉积量为4mg/cm2 ;采用如图1所示结构的微型燃料电池气体传感器，用于气体传感实验。[0047]实验条件为:室温条件，分别导入普通空气和3000ppm氢气。[0048]结果如图8所示当导入普通空气时，传感器输出信号接近于O ;在第13分钟时导入3000ppm氢气时，传感器信号(电压值)迅速增加到505 μ V ;在第33分钟时重新导入普通空气，传感器信号迅速下降到接近于O并稳定下来；在第55分钟时重新导入3000ppm氢气时,传感器信号迅速增加到507 μ V并稳定下来；在第75分钟时重新导入普通空气，传感器信号迅速下降到接近于O并稳定下来。从上述结果可知，本实用新型的气体传感器具有优良的响应性能，且稳定性好。
权利要求1.一种燃料电池气体传感器，其特征在于，包括中空结构的壳体、设置在所述壳体内的用于分离出绝缘油中待测气体的复合式油气分离膜及用于传感待测气体以输出电信号的燃料电池组件； 所述壳体具有用于与充油电气设备连接的第一端，所述复合式油气分离膜以其高分子本体膜朝向所述壳体的第一端；所述燃料电池组件位于所述复合式油气分离膜的多孔金属烧结片一侧，并通过金属引线向外输出电信号； 所述燃料电池组件包括电池以及套装所述电池的电池套与电池盖；所述电池盖与所述电池套上分别设有相互配合的卡套结构，所述电池盖通过所述卡套结构卡紧在所述电池套上；所述电池包括固体电解质、设在所述固体电解质上的阳极电极及阴极电极，所述金属引线包括与所述阳极电极导电连接的阳极引线及与所述阴极电极导电连接的阴极引线；所述阳极电极与所述阴极电极包括相同的活性催化剂层。
2.根据权利要求1所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述活性催化剂层为包括钼、钌、钯、金、铱及银中一种或多种的贵金属催化剂层；或者，所述活性催化剂层为担载有钼、钌、钯、金、铱及银中的一种或多种的导电粉末层，所述导电粉末包括碳黑、碳纳米管或活性碳粉末； 所述固体电解质为全氟磺酸膜、或全氟磺酸/PTFE共聚膜的固态离子传导膜或交换膜。
3.根据权利要求1所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述电池套内侧壁设有线槽以分别供所述阳极引线与所述阴极引线容置及引出；所述电池套下方设有穿孔贯通至所述复合式油气分离膜，且所述电池套与所述复合式油气分离膜之间通过第一密封圈实现密封；所述电池盖上还设有供外部氧气通过进入所述电池套内的通槽及用于固定所述阳极引线和所述阴极引线的固定槽。
4.根据权利要求3所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述电池的上方还依次放置有垫片与气体渗透膜，所述垫片中部设有通孔；所述电池与所述垫片之间及所述气体渗透膜与所述电池盖之间分别通过第二密封圈实现密封。
5.根据权利要求1所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述壳体的所述第一端设有一第一壳体盖，所述第一壳体盖内设有防转件，所述复合式油气分离膜位于所述防转件上方；所述第一 壳体盖与所述防转件中部分别设有贯通孔，所述贯通孔相互连通形成用于绝缘油容纳的油腔，且所述复合式油气分离膜与所述防转件之间通过第三密封圈实现密封。
6.根据权利要求5所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述壳体的第一端设有用于与充油电气设备连接的第一外螺纹、及位于所述第一外螺纹外侧的第二外螺纹，所述第一壳体盖设有对应所述第二外螺纹的内螺纹，通过所述第二外螺纹与所述内螺纹相配合将所述第一壳体盖连接在所述第一端。
7.根据权利要求5所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述壳体内壁设有台阶，所述燃料电池组件及所述复合式油气分离膜通过所述台阶被夹紧在所述台阶与所述第一壳体盖之间；且所述台阶与所述燃料电池组件之间进一步依次设有导热垫及绝缘垫，所述导热垫上设有热敏元件以探测所述壳体的内部温度；所述绝缘垫与所述导热垫均设有贯通的孔部供外部氧气通过进入所述燃料电池组件及供所述阳极引线与所述阴极引线穿过。
8.根据权利要求7所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述壳体还具有与所述第一端连通的第二端，所述第二端上设有一第二壳体盖，所述第二壳体盖上装有电信号接头；所述阳极引线与所述阴极引线分别连接至所述电信号接头的对应位置。
9.根据权利要求8所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，所述第二壳体盖上设有贯通所述第二壳体盖的透气孔及用于平衡所述壳体内外部由于温度变化引起的压力差的毛细平衡孔，所述透气孔上覆盖有透气膜供外部氧气透过；所述第二壳体盖与所述第二端之间通过第四密封圈实现密封； 所述毛细平衡孔的孔径小于或等于O. Imm,长度大于2mm ;所述透气膜由氧气/水蒸气透气比率高于O. 03的高分子膜制成，其厚度为O. 005-0. 1mm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的燃料电池气体传感器，其特征在于，还包括用于平衡和保持所述壳体内部湿度的湿度调节装置，所述湿度调节装置安装在所述壳体中，且位于所述燃料电池组件上方。
专利摘要一种燃料电池气体传感器，包括中空结构的壳体、设置在壳体内的复合式油气分离膜及燃料电池组件；壳体具有第一端，复合式油气分离膜以其高分子本体膜朝向壳体的第一端；燃料电池组件位于复合式油气分离膜的多孔金属烧结片一侧，并通过金属引线向外输出电信号；燃料电池组件包括电池及套装电池的电池套与电池盖；电池盖与电池套上分别设有相互配合的卡套结构，电池盖通过卡套结构卡紧在电池套上；电池包括固体电解质、设于固体电解质上的阳极电极及阴极电极，金属引线包括与阳极电极导电连接的阳极引线及与阴极电极导电连接的阴极引线；阳极电极与阴极电极包括相同的活性催化剂层。本实用新型结构简单、安装简易、体积小重量轻且成本低。
文档编号G01N27/407GK203069551SQ20132002292
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者赵莉, 邓俊超 申请人:深圳市深安旭传感技术有限公司
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