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大家来了解氢气压力传感器在工业和汽车领域发挥的作用?

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【摘要】:
 大家来了解氢气压力传感器在工业和汽车领域发挥的作用?

  目前,在工业控制领域,使用氢气压力传感器监测氢气浓度已经有很长的历史。氢传感器作为一种清洁能源,也广泛应用于汽车工业,尤其是氢燃料电池汽车。在这一领域,近期加氢站爆炸事故也引起了人们对氢能汽车安全监控的关注。

  大家来了解氢气压力传感器在工业和汽车领域发挥的作用?

  目前,在工业控制领域,使用氢气压力传感器监测氢气浓度已经有很长的历史。氢传感器作为一种清洁能源,也广泛应用于汽车工业,尤其是氢燃料电池汽车。在这一领域,近期加氢站爆炸事故也引起了人们对氢能汽车安全监控的关注。

  氢气压力传感器是一种转换装置,可以通过转换氢气浓度来测量可用的电信号。这种应用的关键是氢气监测需要建立在不爆炸的前提和保证下。毕竟,测量可燃范围以下的氢气浓度对于生产过程的监督和安全非常重要。

  例如,在电焊、电镀和电池的关键特征参数中,氢浓度监测是非常重要的一步。早期的氢传感检测方法主要基于质谱仪和气相色谱仪。其中,质谱仪通过测量其在磁场中的偏移量来进行监测。近年来,随着纳米材料和薄膜氢传感器的出现和发展,这种检测方式逐渐被氢传感器所取代。

  这是因为,与早期的传感器相比,氢气压力传感器具有很多优点,包括成本低、便于携带、响应速度快、集成度高等。氢气压力传感器的检测方法主要是基于电特性(如电阻、电导率、电压等)的变化。)温度、传感器有源元件的光学和机械特性。氢气压力传感器是一种理想的转换装置,可以将这些变化转换成可以接收的电信号。

  氢气压力传感器的应用材料及检测原理

  钯、镍、铂及其复合材料常被用作制造氢传感器的活性材料。具体来说,这些活性元素可视为能与氢发生反应的催化材料,氢与这些元素相容并溶于其中。目前,钯、铂和镍作为活性元素广泛应用于氢传感器中。

  这些活性材料在吸收氢分子后会改变其物理参数。例如,在基于金属氧化物半导体的电容式氢气压力传感器中,氢原子在金属网格中扩散,在氧化钯表面形成偶极层,导致有源元件功函数的变化。氢气压力传感器的类型和参数以及电化学氢气压力传感器的原理

  目前市场上的氢气压力传感器根据物理参数的不同,大致可以分为八种类型,如电阻、热导率、声学功能、机械功能、光学功能、电化学和催化功能、功函数等。氢传感器检测的重要参数包括响应时间、恢复时间、响应百分比(%)、灵敏度、选择性和可靠性等。

  例如,典型的电化学氢气压力传感器的检测原理是,当被测氢气通过扩散阻挡层进入传感器时,在传感电极表面发生氧化反应,同时在负极发生还原反应,产生内电流。将传感器与外电路连接,因为电流与被测氢气浓度有关,所以可以通过电流来测量气体浓度。

  除了上面提到的工业应用,氢气作为一种清洁能源,密度低,燃烧温度高,无毒,可燃范围广,在汽车工业,尤其是氢燃料电池汽车上也有广泛的应用。因为氢气无色无味,人体检测不出来。因此,有必要使用氢气压力传感器来监测使用过程中空气中的氢气浓度。此外,氢传感器需要具有响应速度快和精度高的优点。

  未来随着氢能源汽车的推广应用,应该从技术层面上尽量杜绝类似上述的爆炸事故。比如目前一些车载氢气安全监控系统中,除了氢气压力传感器之外,还增加了更多的传感器监控方式。如果安装氢气系统的氢气压力传感器,可以用来判断气瓶中剩余的氢气,保证车辆的正常行驶。当压力低于一定值时,提示驾驶员添加氢气;当气体温度突然急剧上升时,可以安装温度传感器,及时感知气瓶周围可能有火灾。


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