氫氣傳感器有哪些分類(lèi)?在工業(yè)控制領(lǐng)域如何應(yīng)用的?
一直以來(lái),氫氣傳感器都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對(duì)大家的興趣點(diǎn)所在,小編將為大家?guī)?lái)氫氣傳感器的相關(guān)介紹,詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看下文。
一、氫氣傳感器分類(lèi)
電化學(xué)型氫氣傳感器是將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)從而實(shí)現(xiàn)氫氣濃度檢測(cè)的氫氣傳感器。
電化學(xué)型氫氣傳感器又可分為兩類(lèi): 電流型與電勢(shì)型。
1 )電流型氫氣傳感器
電流型傳感器的正常工作溫度范圍為-20℃ 至80℃。通過(guò)比較不同的催化電極的制備方法( 濺射鍍膜法、化學(xué)鍍膜法、鉑黑模壓法等) 和相應(yīng)傳感器的性能, 得出濺射鍍膜法制備的鉑催化電極的活性最高,性能穩(wěn)定,可以 在0至104ppm的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)氫氣濃度的快速檢測(cè),傳感器響應(yīng)時(shí)間為 30s, 靈敏度為 4μA /100ppm。溫度、壓強(qiáng)和濕度變化都對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大。
2)電勢(shì)型氫氣傳感器
電勢(shì)型傳感器是通過(guò)測(cè)量傳感電極和參考電極之間的電勢(shì)差來(lái)測(cè)量氫氣濃度的,其應(yīng)用范圍比較廣泛,可以檢測(cè)常溫或高溫下氣體、水溶液、溶態(tài)金屬中的氫氣含量。 從傳感器本身來(lái)看,電勢(shì)型氫氣傳感器與自身的體積和結(jié)構(gòu)幾乎不相關(guān),因此適合微型化生產(chǎn)是其一大優(yōu)勢(shì); 從測(cè)量信號(hào)來(lái)看, 電流型氫氣傳感器的響應(yīng)與氫氣濃度成線(xiàn)性關(guān)系,電勢(shì)型氫氣傳感器與氫氣濃度成對(duì)數(shù)關(guān)系, 因此, 電流型氫氣傳感器在氫氣濃度較低時(shí)具有更高的靈敏度。
二、氫氣傳感器在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用
目前,在工業(yè)控制領(lǐng)域,利用氫氣傳感器來(lái)監(jiān)控氫氣濃度的歷史由來(lái)已久,如化石燃料或火箭燃料的處理、氨和甲醇的合成過(guò)程等。在核反應(yīng)堆、發(fā)電行業(yè)和通訊行業(yè),氫泄漏預(yù)警監(jiān)測(cè),也必不可少。這些應(yīng)用的關(guān)鍵同樣在于,必須將氫氣濃度控制在設(shè)定的最低可燃濃度值以下。
舉例來(lái)說(shuō),在電焊、電鍍及電池的關(guān)鍵特性參數(shù)中,氫氣濃度監(jiān)測(cè)是一個(gè)非常重要的步驟。早期的氫氣傳感檢測(cè)方式,主要基于質(zhì)譜儀和氣相色譜儀。其中,質(zhì)譜儀監(jiān)測(cè)是通過(guò)測(cè)量其在磁場(chǎng)中的偏移量。近年來(lái),隨著納米材料和薄膜氫氣傳感器的出現(xiàn)和發(fā)展,該檢測(cè)辦法逐漸被氫氣傳感器所取代。
這是因?yàn)?,相?duì)于早期的傳感器,氫氣傳感器有很多優(yōu)點(diǎn),包括低成本、便攜性、響應(yīng)速度快、集成度高等等。氫氣傳感器的檢測(cè)方法主要基于電氣特征(如電阻、導(dǎo)電性、電壓等)、溫度、傳感器活性元素的光學(xué)和機(jī)械性質(zhì)中的變化。而氫氣傳感器,正是一種可將這些變化,轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀唤邮盏碾娦盘?hào)的理想轉(zhuǎn)換裝置。
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