SENSOR DE GAS DE MEMBRANA CONDUCTORA DE PROTONES.

[0001] La presente invención se refiere a un sensor de gas conductor de protones y en particular se refiere a su montaje. Antecedentes de la técnica [0002] Se conoce un sensor de gas conductor de protones que usa una construcción de lata metálica (documento USP 5.650.054). Su elemento sensor está formado mediante el intercalado de una membrana de electrolito polimérico (PEM) de una resina orgánica sintética entre un par de membranas de electrodos para producir un montaje de membrana-electrodo (MEA), y después el intercalado del MEA entre láminas de carbón o similares. El agua está en una lata de metal, un primer disco metálico está dispuesto por encima del agua, y el elemento sensor está colocado sobre el disco metálico. Otra cara del elemento sensor está cubierta por un segundo disco metálico, y el segundo disco y el elemento sensor están presionados hacia el primer disco mediante una membrana elástica aislante (documento USP 5.650.054). El segundo disco sirve como terminal del lado del electrodo sensor del sensor, y la lata de metal, que es eléctricamente continua con el primer disco, sirve como terminal del lado del contraelectrodo. La continuidad entre el MEA y los discos se asegura presionando el miembro elástico. Sin embargo, la configuración de dicho sensor de gas está limitada a configuraciones similares a las de las baterías. [0003] Se conoce un sensor de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación principal (documento US 5.650.054). [0004] Además, se conoce un sensor de gas con una mecha con el fin de mantener dos electrodos en un estado mojado (documento WO01/14864 A2). [0005] Finalmente, se conocen una configuración de celda con membrana conductora de protones, hidratada con tres electrodos (documento US 4,820,386). Descripción de la invención [0006] Un objeto principal de la presente invención, es proporcionar un nuevo montaje o estructura montada de un sensor de gas conductor de protones, y en particular, conectar fácilmente el electrodo sensor y el contraelectrodo a conductores, reducir los sobreimpulsos y subimpulsos de la respuesta del sensor, y reducir la dispersión de las respuestas del sensor. [0007] Un objeto secundario de la presente invención es prevenir el envenenamiento del electrodo sensor. [0008] Un objeto adicional de la presente invención es unir un depósito de agua flexible. [0009] Otro objeto secundario de la presente invención es prevenir que crezcan mohos en el agua contenida en el depósito de agua. [0010] Otro objeto adicional de la presente invención es controlar la evaporación del agua del depósito de agua flexible. [0011] Otro objeto adicional de la presente invención es prevenir cualquier daño a la unidad sensora. [0012] Otro objetivo adicional de la presente invención es permitir la suplementación del agua contenida en el recipiente. [0013] Otro objeto adicional de la presente invención es prevenir que el agua salga de dentro del recipiente. [0014] El sensor de gas conductor de protones de acuerdo con la presente invención tiene una unidad sensora que comprende un elemento sensor de acuerdo con la reivindicación 1. [0015] Preferiblemente, la primera película de resina sintética se proporciona en un lado en el que la primera película de resina sintética cubre la primera placa metálica, y se proporciona un filtro para eliminar las sustancias envenenadoras entre la primera placa metálica y la primera película de resina sintética o fuera de la primera película de resina sintética. [0016] Preferiblemente, la primera película de resina sintética se proporciona en un lado en el que la primera película de resina sintética cubre la primera laca metálica, la unidad sensora se monta sobre un depósito flexible, 2   que está cubierto por una película estanca al aire y contiene agua en una fase condensada, en el lado de la segunda resina sintética, y el depósito flexible se proporciona con una pieza a partir de la cual se retira la película estanca al aire, y la pieza a partir de la cual se retira la película está conectada a la segunda película de resina sintética. [0017] Preferiblemente, la segunda película de resina sintética se proporciona con una abertura, y la abertura en la segunda película de resina sintética está conectada con la pieza a partir de la cual se retira la película. [0018] Preferiblemente, hace que el agua en una fase condensada contenga un antiséptico. [0019] En particular preferiblemente, el depósito flexible comprende al menos dos capas de película de resina sintética y una película de cerámica estanca al aire que está interpuesta entre las dos capas. [0020] Preferiblemente, la unidad sensora se monta dentro del depósito flexible. [0021] Preferiblemente, además una tercera placa metálica, que es más delgada que la primera placa metálica, está conectada con la abertura en la primera placa metálica, y está provista de una abertura que tiene un diámetro menor que el de la primera placa metálica. [0022] Preferiblemente, la primera película de resina sintética se proporciona en el lado en el que la primera película de resina sintética cubre la primera placa metálica, y la unidad sensora se monta en un recipiente de agua de una resina sintética en el lado de la segunda película de resina sintética. [0023] Preferiblemente, la segunda película de resina sintética se proporciona con una abertura que está conectada a la atmósfera en el recipiente de agua. [0024] En particular, preferiblemente, el recipiente de agua comprende una botella de resina sintética, una tapa de resina sintética que es estanca al aire enroscada en la botella y que tiene una abertura en un punto opuesto a la botella, la botella contiene agua en una fase condensada, y la unidad sensora está montada sobre la tapa en la posición opuesta. [0025] Preferiblemente, la unidad sensora está montada dentro de la tapa en la posición opuesta. [0026] Preferiblemente, el agua en una fase condensada está contenida en una bolsa interior estanca al agua y permeable al vapor de agua, y la bolsa interior está contenida en el recipiente del agua. [0027] En la presente invención, puesto que la primera película de resina sintética y la segunda película de resina sintética están unidas entre sí, estas películas ejercen fuerzas que presionan la primera y la segunda placas metálicas hacia el lado del electrodo sensor y el lado del contraelectrodo. Como resultado, se forma un camino eléctrico desde el electrodo sensor, a través de la primera placa metálica, a la pieza conductora, y de forma similar, se forma un camino eléctrico desde el contraelectrodo, por la segunda placa metálica, a la pieza conductora. [0028] El electrodo sensor debe estar conectado a la atmósfera que se va a medir, y el contraelectrodo debe estar conectado a una atmósfera diferente. Para este fin, se pueden usar, por ejemplo, los tamaños de la primera y la segunda placas metálicas, los diámetros de las aberturas en estas placas, la permeabilidad al aire de la primera y la segunda películas de resina sintética y los diámetros de las aberturas en estas películas, y un recipiente de agua. Por ejemplo, se puede hacer una abertura solo en la primera placa metálica, mientras que no se hace abertura en la segunda placa metálica. O el contraelectrodo puede estar conectado a un recipiente que contiene agua para así aislar el contraelectrodo de la atmósfera que se va a medir. [0029] Los autores de la presente invención encontraron que cuando la atmósfera del lado del electrodo sensor se comunica con el lado del contraelectrodo, se generan sobreimpulsos y/o subimpulsos en la respuesta del sensor. En este caso, puesto que hay una resistencia contra la transmisión del aire, por ejemplo, mediante la membrana conductora de protones entre el electrodo sensor y el contraelectrodo, la atmósfera del contraelectrodo seguirá la atmósfera del electrodo sensor con un retraso. Cuando se introduce un gas que se va a medir, por ejemplo CO, en el lado del electrodo sensor, primero se obtiene una respuesta larga porque no hay CO en el lado del contraelectrodo. Sin embargo, cuando el CO se comunica con el lado del contraelectrodo con el tiempo, la diferencia de concentración de CO entre el electrodo sensor y el contraelectrodo disminuirá, y a su vez disminuirá la respuesta. Como resultado, se generará un sobreimpulso. Por otra parte, cuando se retira el CO del lado del electrodo sensor, debido a un retraso de tiempo hasta que se retira el CO en el lado del contraelectrodo, se generará un subimpulso. En la presente invención, el elemento sensor, que comprende la membrana conductora de protones, el electrodo sensor, el contraelectrodo, y la primera y la segunda placas metálicas, está interpuesto entre un par de películas de resina sintética, y estas películas de resina sintética están unidas entre sí. Cuando, por ejemplo, los lados de... [Seguir leyendo]

1. Un sensor de gas conductor de protones que tiene una unidad sensora (2, 102) que comprende un elemento sensor (6) que comprende - una membrana conductora de protones (8); - un electrodo sensor de membrana porosa (10, 168) y un contraelectrodo de membrana porosa (11, 122, 169), que están separados entre sí y unidos al menos sobre una cara de la membrana conductora de protones (8); - una primera placa metálica (14, 165) que cubre el electrodo sensor (10, 168) y que está provista de una abertura (18) y una pieza conductora (16); y - una segunda placa metálica (15, 127, 164) que cubre el contraelectrodo (11, 122, 169) y que está provista de una pieza conductora (17, 124), caracterizado porque una primera película de resina sintética (20, 160) y una segunda película de resina sintética (21, 126) tienen interpuesta entre ellas el elemento sensor (6) y son de tamaño mayor que cualquiera de la membrana conductora de protones (8), el electrodo sensor (10), el contraelectrodo (11,122,169) y la primera y la segunda placas metálicas (14,15,127,164,165), en el que las películas de resina sintética (20, 160, 21, 126) comprenden aberturas (24, 162, 25), en la parte superior de las aberturas (18, 19) de las placas metálicas (14, 15, 127, 164, 165) y que tienen un diámetro mayor que las aberturas (18, 19) de las placas metálicas (14, 15, 127, 164, 165), o en el que las películas de resina sintética (20, 160,21, 126) tienen una alta permeabilidad al aire, en el que la primera y segunda películas sintéticas (20, 160, 21, 126, 161) están unidas entre sí de forma estanca al aire, y debido a esto presionan la primera placa metálica (14, 165) hacia el lado del electrodo sensor (10, 168) y la segunda placa metálica (15, 127, 164) hacia el lado del contraelectrodo (11, 122, 169), y aseguran un contacto eléctrico entre la primera placa metálica (14,165) y el electrodo sensor (10,168) y un contacto eléctrico entre la segunda placa metálica (15, 127, 164) y el contraelectrodo (11, 122, 169), y en el que las respectivas piezas conductoras (16, 17, 124) sobresalen entre la primera y la segunda películas de resina sintética (20, 160, 21, 126, 161). 2. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera película de resina sintética (20, 160) se proporciona para cubrir la primera placa metálica (14,165), y porque para eliminar las sustancias envenenadoras se proporciona un filtro (54, 86) entre la primera placa metálica (14, 165) y la primera película de resina sintética (20, 160) o fuera de la primera película de resina sintética (20, 160). 3. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera película de resina sintética (20, 160) se proporciona para cubrir la primera placa metálica (14,165), porque la unidad sensora (2, 102) está montada sobre un depósito flexible (53, 153) en el lado de la segunda resina sintética (21, 126), en el que el depósito flexible (53, 153) está cubierto por una película estanca al aire (58, 155), contiene el agua en una fase condensada, y está provisto de una parte (60) en la que la película estanca al aire (58, 155) está recortada, y porque la parte (60) está conectada a la segunda película de resina sintética (21, 126, 161). 4. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 3, caracterizado porque el agua en una fase condensada está previsto que contenga un antiséptico. 5. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 3, caracterizado porque el depósito flexible (53, 153) comprende al menos dos capas de películas de resina sintética (54, 154) y una película cerámica estanca al aire (155) que está interpuesta entre las dos capas (154, 154). 6. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad sensora (102) está montada dentro del depósito flexible (153). 7. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 1, que además comprende una tercera placa metálica (116) que es más fina que la primera placa metálica (14, 165), que está conectada a la abertura (18) en la primera placa metálica (14, 165), y que está provista de una abertura (118) que es de menor diámetro que el de la primera placa metálica (14, 165). 8. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera película de resina sintética (20, 160) se proporciona para cubrir la primera placa metálica (14, 165), y porque la unidad sensora (102) está montada sobre un depósito de agua de una resina sintética en el lado de la segunda película de resina sintética (21, 161). 9. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 8, caracterizado porque el recipiente de agua comprende una botella de resina sintética (104) que contiene un volumen de agua en una fase condensada, y una tapa de resina sintética (106) que se enrosca de forma estanca al aire en la botella 12   (104) y que tiene una abertura (114) en una posición opuesta a la botella (104), y porque la unidad sensora (102) se monta en la tapa (106) en la posición opuesta. 10. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 9, caracterizado porque la unidad sensora (102) está montada dentro de la tapa (106) en la posición opuesta. 11. Un sensor de gas conductor de protones según la reivindicación 8, caracterizado porque el agua en una fase condensada está contenida en una bolsa interior (110) permeable al vapor de agua y estanca al agua, y la bolsa interior (110) está contenida en el recipiente de agua. 13   FIG. 1 14     16   17   18   19   V out (Arbitrario) Tiempo (s)   V out (Arbitrario) 21 Tiempo (s)   22   23   24     26   27   28   FRECUENCIA (PIEZA) FRECUENCIA (PIEZA) 29 V out / V V out / V     31