目前,在工业控制领域,利用氢气传感器来监控氢气浓度的历史由来已久。作为一种清洁能源,氢气传感器还被广泛用于汽车行业,特别是氢燃料电池汽车中,在该领域,曾经发生的多起加氢站爆炸事故,也引起了人们对于氢能源汽车在**监测方面的关注。
氢气传感器是一种可通过转换氢气浓度测得可用电信号的转换装置,这一应用的关键在于,氢气的监测必须以不发生爆炸作为前提和保证。毕竟,低于可燃范围的氢浓度测量,对生产过程的监管和**非常重要。
氢能源相关科技应用,资料图
在工业控制领域,利用氢气传感器来监控氢气浓度,如化石燃料或火箭燃料的处理、氨和甲醇的合成过程等。在核反应堆、发电行业和通讯行业,氢泄漏预警监测,也必不可少。这些应用的关键同样在于,必须将氢气浓度控制在设定的*低可燃浓度值以下。
这是因为,相对于早期的传感器,氢气传感器有很多优点,包括低成本、便携性、响应速度快、集成度高等等。氢气传感器的检测方法主要基于电气特征(如电阻、导电性、电压等)、温度、传感器活性元素的光学和机械性质中的变化。而氢气传感器,正是一种可将这些变化,转变为可被接收的电信号的理想转换装置。
三达特电化学氢气传感器,资料图
例如,典型的电化学氢气传感器的检测原理,便是当被测氢气通过扩散栅栏进入传感器,并在感应电极表面处发生氧化反应,与此同时,负电极发生还原反应,从而产生内部电流。将传感器与外部电路接通,因电流大小与被测氢气浓度有关,因此,可通过电流大小来测量气体的浓度。
除上述工业领域的应用外,作为一种清洁能源,氢气低密度、高燃烧温度、无毒性、可燃范围广,目前还被广泛用于汽车行业,特别是氢燃料电池汽车中。由于氢气无色无味,人体无法察觉,因此,在使用过程中,利用氢气传感器对空气中的氢气浓度进行监测,十分必要。而且,还必须要求氢气传感器具备响应速度快、精度高的优点。
在汽车领域,一种新能源的推广和应用,其**性应该是首先被关注的。对此,目前,氢燃料电池汽车的氢气传感器均选用防爆型,而不用触点式传感器。这是因为,触点式传感器在氢气含量达到设定值时,通过触点的动作输出信号,易产生触点火花而引发爆炸事故。
未来,随着氢能源汽车的推广与应用,像上述这类爆炸事故,应尝试从技术层面予以杜绝。比如,目前,在一些车载氢气**监控系统中,除了氢气传感器外,还加入更多的传感器监测手段。如加装氢系统压力传感器,可用于判断气瓶中剩余氢气量,保证车辆正常行驶。当压力低于某值时,提示驾驶员加注氢气;加装温度传感器,可在气体温度突然急剧上升时,及时感应到气瓶周围可能有火警发生等。