氢气传感器有哪些分类?在工业控制领域如何应用的?
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一直以来,氢气传感器都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来氢气传感器的相关介绍,详细内容请看下文。
一、氢气传感器分类
电化学型氢气传感器是将化学信号转变为电信号从而实现氢气浓度检测的氢气传感器。
电化学型氢气传感器又可分为两类: 电流型与电势型。
1 )电流型氢气传感器
电流型传感器的正常工作温度范围为-20℃ 至80℃。通过比较不同的催化电极的制备方法( 溅射镀膜法、化学镀膜法、铂黑模压法等) 和相应传感器的性能, 得出溅射镀膜法制备的铂催化电极的活性最高,性能稳定,可以 在0至104ppm的范围内实现氢气浓度的快速检测,传感器响应时间为 30s, 灵敏度为 4μA /100ppm。温度、压强和湿度变化都对测量结果影响较大。
2)电势型氢气传感器
电势型传感器是通过测量传感电极和参考电极之间的电势差来测量氢气浓度的,其应用范围比较广泛,可以检测常温或高温下气体、水溶液、溶态金属中的氢气含量。 从传感器本身来看,电势型氢气传感器与自身的体积和结构几乎不相关,因此适合微型化生产是其一大优势; 从测量信号来看, 电流型氢气传感器的响应与氢气浓度成线性关系,电势型氢气传感器与氢气浓度成对数关系, 因此, 电流型氢气传感器在氢气浓度较低时具有更高的灵敏度。
二、氢气传感器在工业控制领域的应用
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,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最低可燃浓度值以下。
举例来说,在电焊、电镀及电池的关键特性参数中,氢气浓度监测是一个非常重要的步骤。早期的氢气传感检测方式,主要基于质谱仪和气相色谱仪。其中,质谱仪监测是通过测量其在磁场中的偏移量。近年来,随着纳米材料和薄膜氢气传感器的出现和发展,该检测办法逐渐被氢气传感器所取代。
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。
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