Wykrywanie wycieków wodoru ma kluczowe znaczenie, ponieważ wodór jest bezbarwny, bezwonny oraz wysoce łatwopalny i wybuchowy (z granicą wybuchowości wynoszącą od 4% do 75% objętościowego stężenia w powietrzu). Nawet niewielki wyciek może spowodować pożar lub eksplozję w przypadku wystawienia na działanie źródła zapłonu (iskry, elektryczności statycznej, powierzchni o wysokiej temperaturze itp.).
Poniżej przedstawiono główne metody i techniki wykrywania wycieków wodoru:
1. Katalityczny czujnik spalania:
Zasada działania: Wewnątrz czujnika znajduje się mostek z drutu platynowego pokrytego katalizatorem. Wodór dyfundujący do czujnika ulega bezpłomieniowemu spalaniu z tlenem pod działaniem katalizatora, wytwarzając ciepło i powodując zmianę rezystancji drutu platynowego, wytwarzając w ten sposób sygnał elektryczny.
Zalety: Ma dobrą selektywność dla wodoru (w porównaniu z innymi gazami palnymi), szybką reakcję, szeroki zakres pomiarowy (od niskiego stężenia do wysokiego stężenia), stosunkowo długą żywotność i umiarkowany koszt.
Wady: Do działania wymaga środowiska bogatego w tlen. Wysokie stężenia wodoru mogą spowodować „zatrucie” lub uszkodzenie czujnika (spiekanie), a ponadto jest on wrażliwy na niektóre inhibitory (takie jak związki krzemu, siarczki, związki halogenowe).
Zastosowanie: Szeroko stosowane w środowiskach przemysłowych, stacjach tankowania wodoru, laboratoriach, systemach ogniw paliwowych itp.
2. Czujnik elektrochemiczny:
Zasada działania: Wodór ulega reakcji elektrochemicznej w elektrolicie czujnika (zwykle utlenia się na elektrodzie roboczej), generując sygnał prądowy proporcjonalny do stężenia wodoru.
Zalety: Wysoka czułość (szczególnie odpowiednia do wykrywania wycieków na poziomie PPM o niskim stężeniu), dobra selektywność (można zaprojektować tak, aby była specyficzna dla wodoru), niskie zużycie energii i możliwość pracy w środowisku beztlenowym.
Wady: Żywotność jest stosunkowo krótka (zwykle 2-3 lata), zakres pomiarowy jest ograniczony (podatny na nasycenie lub uszkodzenie przy wysokich stężeniach), duży wpływ na niego ma temperatura i wilgotność otoczenia, a także mogą mieć na niego wpływ wzajemnie zakłócające gazy (takie jak CO).
Zastosowanie: Jest często stosowany w sytuacjach, w których należy wykryć śladowe wycieki, np. monitorowanie dygestoriów laboratoryjnych, sprawdzanie szczelności rurociągów i zaworów, monitorowanie wnętrza pojazdów napędzanych ogniwami paliwowymi itp.
3. Czujnik podczerwieni:
Zasada: Wykorzystanie właściwości absorpcyjnych cząsteczek wodoru w określonych pasmach podczerwieni (zwłaszcza bliskiej i średniej podczerwieni). Światło podczerwone jest emitowane przez mierzony gaz, a detektor mierzy osłabienie natężenia światła przy określonej długości fali, aby określić stężenie wodoru.
Zalety: Ma doskonałą selektywność (reaguje tylko na gazy pochłaniające światło o określonej długości fali), szybką reakcję, wysoką dokładność pomiaru, długą żywotność, nie jest podatny na zatrucia i może mierzyć wysokie stężenia.
Wady: wysoki koszt, ograniczona czułość tradycyjnej podczerwieni na wodór (wymagająca dłuższej ścieżki optycznej lub specjalnych technik, takich jak spektroskopia fotoakustyczna w celu zwiększenia możliwości wykrywania w niskich stężeniach), a także para wodna i pył.
Zastosowanie: Jest coraz częściej stosowany w scenariuszach wymagających wysokiej selektywności i niezawodności, takich jak stacje tankowania wodoru, zakłady chemiczne i powstające światłowodowe rozproszone systemy wykrywania wodoru.
Wodórdetektor gazu h2odgrywa kluczową rolę w ochronie życia i bezpieczeństwa mienia w produkcji przemysłowej. Jeśli masz jakiekolwiek potrzeby, uprzejmie prosimy o zapytanie.