在线式氢气传感器是一种可连续检测作业环境中易燃易爆气体浓度的本质安全型仪器。 它适用于防爆气体泄漏抢险、地下管道或矿井等场所,能有效保证工作人员的生命安全不受侵害,生产设备不受损失。
氢气检测模块采用集成化电路,模块通过校准后将气体浓度转换为4~20mA、0-5V、Modbus等标准信号,较大的满足了用户对低成本、嵌入式的需求。除此之外,氢气检测模块还可以根据客户需求进行定制,可为客户大大节约系统开发时间。
氢气传感器分类
1 、半导体型传感器
以电阻型半导体传感器为例: 主要以 sno2 , zno,wo3 等金属氧化物为气敏材料 ,例如:国产 qm系列氢气传感器就是以 sno2 作为氢气敏感材料 ,故也称金属氧化物半导体氢气传感器。其工作原理是:当吸附氢气后 ,氢气作为施主释放出电子 ,与化学吸附层中的氧离子结合 ,于是载流子浓度发生变化 ,该变化值与氢气体积分数存在一定的函数关系。
2、热电型传感器
首先 ,在基片上沉积一层热电材料 ,然后 ,在热电材料表面的某一部分沉积一层催化金属 ,如 , pt, pd等 ,后 ,分别在催化金属层、热电薄膜层 (表面上无催化金属 )引出电极 ,即获得为简单的热电型氢气敏感元件。当此敏感元件暴露在含氢气的环境中 在催化金属的,作用下 ,氢气与氧气反应生成水蒸汽并放出热量 ,于是 ,沉积有催化金属的一端温度高 ,为热端 ,无催化金属的一端温度低 ,为冷端 ,由于热电材料的热电发电效应 (seebeck效应 ) ,将这种热端与冷端之间的温差转换为温差电势 ,以电信号的形势输出 ,从而实现对氢气的检测。
3、光纤传感器
由于多种固态氢气传感器使用的都是电信号 ,一个共同的弊端就是可能产生电火花 ,对于氢气体积分数较高的环境来说存在较大的安全隐患。而光纤传感器使用的是光信号 ,所以 ,适用于易爆炸的危险环境 。
氢气传感器的发展方向
目前 ,氢气传感器的选择性、安全性、稳定性、灵敏度以及输出信号弱等问题 ,已经得到不同程度的解决。实现氢气传感器的常温工作 ,不仅提高了氢气传感器的安全性 ,而且 ,降低能耗 ,将是今后研究工作的重点。可以通过以下 3种途径实现氢气传感器的常温工作:1)发展光纤型氢气传感器 ,但必须解决其输出信号弱、使用寿命短以及高成本等问题;2)制备纳米级的氢敏材料 ,由于氢敏材料对氢气的响应究其根本来说是一种表面作用 ,而纳米材料具有很大的比表面积 ,增加了接触响应的表面积 ,而且 ,纳米材料的粒径小 ,缩短响应时间 ,提高了响应性能;3)积极开发新的氢敏材料。
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,**可燃范围的氢浓度测量,对生产过程的和安全非常重要。
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