工业生产中产生的氢对设备的破坏非常严重，为了预防重大恶性事故的发生，研究氢渗透传感器用来监/检测腐蚀反应产生的氢含量及对钢体设备的氢腐蚀程度，采取有效的防护措施来解决腐蚀问题，指导生产实践，实现生产安全与长周期运行，意义重大。国内外有不同类型的电化学氢传感器的研究报道，但是，不同类型传感器的测量能否得到一致的结果值得深入研究。通过设计氢渗透传感器来检测设备氢渗透速率，评估设备的安全运行状态，避免产生巨大的经济损失和严重的社会后果，具有重要的社会经济效益。本文采用Devanathan—Stachurski渗氢电池检测原子氢的渗透速率，并设计了工程中能应用的氢渗透传感器，研究了被测设备的表面催化镀层，对电流型与电势型氢渗透传感器性能的影响，研究了胶状电解质的双电解质氢渗透传感器的性能。研究结果表明：（1）被检测的工件表面无催化镀层时，传感器对原子氢电化学氧化没有活性，通过镀镍或镀钯层来提高对氢原子的催化氧化活性。镀层的致密性直接影响其氢原子的催化活性和传感器的灵敏度。采用我们开发的镀钯和镀镍电解液，在0.333A-dm^-2的阴极电流密度镀钯8¹0min时，或在1.00A-dm^-2的电流密度下镀镍5min，都能获得良好的催化镀层。催化镀层不仅能够有效地降低背景电流，同时能提高氢原子氧化的催化活性。（2）传感器中镍镀层与钯镀层的氧化原子氢的安全电势区间分别为+0.3⁺0.4V_Ni和+0.2^－+0.5V_Ni。在较低的氧化电势下，钯的催化活性比镍高，但通过提供合适的氧化电势，使镍镀层达到和钯镀层一样高的催化活性，镍镀层的最适宜氧化电势为0.35V_Ni。（3）电流型氢渗透传感器和电势型氢渗透传感器都能够应用于氢渗透测量。在相同温度条件下，随着充氢电流密度增大，稳态电势相应增加，在相同的充氢电流密度时，两者测量结果相近，最小相对偏差仅为3.0%。（4）电流型氢渗透传感器响应比电势型传感器快，灵敏度高。两种类型氢渗透传感都具有良好的重现性。（5）采用由胶状电解质和KOH溶液组成的双电解质电流型氢传感器，检测钢体因氢腐蚀产生的氢原子渗透速率。该氢渗透传感器有适宜的粘性和较高的导电率，可以有效地防止传感器在安装时的漏液现象，同时具有良好可靠性。（6）现场监测试验表明设计的腐蚀监测系统能够反映设备壁氢渗透的信息，能实时、在线、无损地检测设备中原子氢浓度，为设备的安全运行提供了可靠的保证。本论文在如下方面有创新性研究成果：（i）确定了原子氢氧化的最佳催化镀层和施镀的工艺；（ii）揭示了电流型和电势型两类电化学氢渗透传感器的性能，确定了电流型氢渗透传感器更适合于氢渗透速率的检测；（iii）采用双电解质系统解决传感器安装漏液的问题，并证实了该传感器对测量信号相应的正确性。（iv）现场检测结果显示设计的氢渗透传感器组成电化学腐蚀监测系统，可以实时、在线、无损检/监测正在运行的设备中原子氢的浓度，并对氢致裂开危险性进行评估。