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燃料電池相關(guān)傳感器介紹文章之氫泄漏傳感器

發(fā)布時間：

2023-09-28

氫能作為一種清潔、高效的能源形式，正逐漸成為未來能源的焦點。在氫能的開發(fā)和利用過程中，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、儲氫系統(tǒng)上方、燃料電池系統(tǒng)尾排、及汽車駕駛室頂部，不同車型布置位置及數(shù)量可能有所差異。

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。

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)中的特性來檢測氫氣濃度。其原理是利用氫氣與電極表面發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生電流或電勢變化，進(jìn)而實現(xiàn)濃度的檢測。

優(yōu) 勢：

高靈敏度：氫氣電化學(xué)傳感器對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。

快速響應(yīng)：傳感器對氫氣的響應(yīng)速度非?？欤梢栽诙虝r間內(nèi)實時監(jiān)測氫氣濃度的變化。

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現(xiàn)準(zhǔn)確檢測。

高選擇性：傳感器對氫氣的檢測具有較高的選擇性，能夠排除其他干擾物質(zhì)的干擾。

劣勢： 有毒性、溫度依賴性、維護(hù)要求高。

氫氣熱導(dǎo)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進(jìn)行檢測。

優(yōu) 勢：

高靈敏度：氫氣熱導(dǎo)濃度傳感器對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。

高響應(yīng)速度：傳感器對氫氣的濃度變化具有較快的響應(yīng)速度，能夠提供實時的濃度監(jiān)測結(jié)果。

零污染：傳感器無需使用電解液或化學(xué)試劑，不會產(chǎn)生污染物，對環(huán)境友好。

寬測量范圍：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)行測量。

結(jié)構(gòu)簡單：傳感器結(jié)構(gòu)相對簡單，易于制造和維護(hù)。

劣勢： 溫度依賴性、受其他氣體影響。

氫氣催化燃燒傳感器

工作原理：在氫氣的檢測中，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，會與氧氣發(fā)生催化燃燒反應(yīng)，生成水。該反應(yīng)是一個放熱反應(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，從而引起傳感信號的橋路中電壓發(fā)生變化且與氣體濃度成正比來進(jìn)行檢測。

優(yōu) 勢：

高靈敏度：由于催化劑的存在，氫泄漏傳感器對氫氣的檢測非常敏感，能夠檢測到低至幾十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，能夠在長時間使用中保持較穩(wěn)定的性能。

劣勢： 反應(yīng)會產(chǎn)生水（可能會影響對氫氣的檢測）。

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)勢也被眾多系統(tǒng)廠家和整車廠家所看中并選擇。

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)實際應(yīng)用需求進(jìn)行評估。同時，不同廠家和型號的傳感器性能也會有一定差異，建議在具體應(yīng)用中進(jìn)行測試和驗證。