燃料電池相關(guān)傳感器介紹文章之氫泄漏傳感器
發(fā)布時(shí)間：
2023-08-28
一般在燃料電池汽車(chē)上至少需要加裝3~5只氫泄漏傳感器，分別位于燃料電池系統(tǒng)上方、儲(chǔ)氫系統(tǒng)上方、燃料電池系統(tǒng)尾排、及汽車(chē)駕駛室頂部，不同車(chē)型布置位置及數(shù)量可能有所差異。
氫能作為一種清潔、高效的能源形式，正逐漸成為未來(lái)能源的焦點(diǎn)。在氫能的開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中，氫泄漏傳感器扮演著關(guān)鍵的角色。
一般在燃料電池汽車(chē)上至少需要加裝3~5只氫泄漏傳感器，分別位于燃料電池系統(tǒng)上方、儲(chǔ)氫系統(tǒng)上方、燃料電池系統(tǒng)尾排、及汽車(chē)駕駛室頂部，不同車(chē)型布置位置及數(shù)量可能有所差異。
豐田二代MIRAI燃料電池汽車(chē)共計(jì)3處位置安裝了氫泄漏傳感器
本文將探討幾種不同工作原理的氫泄漏傳感器，包括氫氣電化學(xué)傳感器、氫氣熱導(dǎo)傳感器以及氫氣催化燃燒傳感器，分析其工作原理及優(yōu)劣勢(shì)。
氫氣電化學(xué)傳感器
工作原理：氫氣電化學(xué)濃度傳感器基于氫氣在電化學(xué)反應(yīng)中的特性來(lái)檢測(cè)氫氣濃度。其原理是利用氫氣與電極表面發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生電流或電勢(shì)變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)濃度的檢測(cè)。
優(yōu) 勢(shì)：
高靈敏度：氫氣電化學(xué)傳感器對(duì)氫氣具有很高的靈敏度，能夠在低濃度范圍內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。
快速響應(yīng)：傳感器對(duì)氫氣的響應(yīng)速度非?？?，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣濃度的變化。
寬濃度范圍：氫氣電化學(xué)傳感器可以應(yīng)用于多種濃度范圍內(nèi)，從低濃度到高濃度均可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確檢測(cè)。
高選擇性：傳感器對(duì)氫氣的檢測(cè)具有較高的選擇性，能夠排除其他干擾物質(zhì)的干擾。
劣 勢(shì)： 有毒性、溫度依賴性、維護(hù)要求高。
氫氣熱導(dǎo)傳感器
熱導(dǎo)原理氫泄漏傳感器
工作原理：氫氣熱導(dǎo)濃度傳感器是一種基于氫氣熱導(dǎo)性質(zhì)的傳感器，用于測(cè)量氫氣的濃度。其原理是利用氫氣的熱導(dǎo)率隨濃度變化的特性來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
優(yōu) 勢(shì)：
高靈敏度：氫氣熱導(dǎo)濃度傳感器對(duì)氫氣的濃度變化非常敏感，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的濃度檢測(cè)。
高響應(yīng)速度：傳感器對(duì)氫氣的濃度變化具有較快的響應(yīng)速度，能夠提供實(shí)時(shí)的濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果。
零污染：傳感器無(wú)需使用電解液或化學(xué)試劑，不會(huì)產(chǎn)生污染物，對(duì)環(huán)境友好。
寬測(cè)量范圍：氫氣熱導(dǎo)濃度傳感器可以適用于較廣的濃度范圍，從低濃度到高濃度均可進(jìn)行測(cè)量。
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：傳感器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于制造和維護(hù)。
劣 勢(shì)： 溫度依賴性、受其他氣體影響。
氫氣催化燃燒傳感器
豐田二代Mirai上安裝的氫泄漏傳感器
工作原理：在氫氣的檢測(cè)中，傳感器中含有催化劑（通常為鉑），當(dāng)氫氣接觸到催化劑表面時(shí)，會(huì)與氧氣發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，生成水。該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，可燃?xì)怏w催化燃燒所產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到被包裹的鉑線圈上，使線圈的電阻升高，從而引起傳感信號(hào)的橋路中電壓發(fā)生變化且與氣體濃度成正比來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。
優(yōu) 勢(shì)：
高靈敏度：由于催化劑的存在，氫泄漏傳感器對(duì)氫氣的檢測(cè)非常敏感，能夠檢測(cè)到低至幾十ppm的氫氣濃度。
快速響應(yīng)：傳感器的催化燃燒反應(yīng)可以在短時(shí)間內(nèi)生成大量的熱量，從而使傳感器的響應(yīng)速度非?？?，能夠快速檢測(cè)到氫氣濃度的變化。
高可靠性：催化燃燒反應(yīng)的氫泄漏傳感器具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，能夠在長(zhǎng)時(shí)間使用中保持較穩(wěn)定的性能。
劣 勢(shì)： 反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水（可能會(huì)影響對(duì)氫氣的檢測(cè)）。
目前催化劑燃燒式原理氫泄漏傳感器是行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品，以日本廠家和部分國(guó)產(chǎn)廠家為代表基本都選擇了催化劑燃燒反應(yīng)原理的；其成熟廣泛的應(yīng)用和產(chǎn)品本身的優(yōu)勢(shì)也被眾多系統(tǒng)廠家和整車(chē)廠家所看中并選擇。
需要注意的是，每種氫泄漏傳感器都有其特定的適用范圍和限制條件，具體選擇需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，不同廠家和型號(hào)的傳感器性能也會(huì)有一定差異，建議在具體應(yīng)用中進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。
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