熱導式氣體傳感器用于多元混合氣體中氫濃度檢測

鳳凰火

氫是一種無色透明、無嗅無味的氣體，不溶于水。常溫常壓下，是一種極易燃氣體。氫氣是世界上已知密度最小的氣體。氫的密度僅為空氣的1/14，也就是說，在1個標準大氣壓和0℃的條件下，氫的密度為0.089g/L。因此，氫氣可以用作飛艇和氫氣球的填充氣體。氫是相對分子質量最小的物質，具有很強的還原性，常用作還原劑，參與化學反應。
氫能作為一種高效、環保的能源，符合國家可持續發展的戰略需求，已逐漸受到人們的關注，也是可以解決當前能源危機的新興能源之一。燃料電池作為一種新興的利用氫能的發電技術，受到了國內外的廣泛關注。然而，氫氣是一種易燃易爆的物質，當空氣中的氫含量達到4%以上時，很容易發生爆炸。因此，氫的管理和檢測具有重要意義。
氫氣混合氣是一種常用的工業氣體，具有特殊的物理化學性質。但高濃度存在爆炸危險，可能造成人員傷亡和財產損失。確保氫氣混合氣體的安全，需要制定合理的規范和操作規程，定期對氫氣混合氣體進行質量檢測和安全評估，并對員工進行適當使用和操作氫氣混合氣體的培訓。同時，保證作業現場的通風條件，防止積氫混合氣體的發生。
那么該如何檢測混合氣體中的氫含量呢？
氫氣濃度檢測一般采用熱導式氣體傳感器。由于氫的熱導率很小，直接測量很困難。因此，在實際測量中，往往將熱導率系統的變化轉化為熱敏電阻阻值的變化進行測量。熱導式氣體傳感器的工作原理是基于氫氣的熱導性質。當氫氣與傳感元件接觸并被加熱時，傳感元件的溫度升高。根據熱傳導定律，敏感元件的溫升與氫氣的導熱系數成正比。換句話說，當氫氣濃度增加時，感測元件的加熱程度也隨之增加。工采網代理了多款熱導式原理的氣體傳感器，如以下幾款：
1、瑞士Neroxis熱導式氣體傳感器——MTCS2601
MTCS2601傳感器由使用四個Ni-Pt電阻器的微加工熱導率傳感器組成，這些電阻器使用MEMS技術實現，可應用于功率和尺寸受限的惡劣環境中的主要壓力控制，或在封閉體積中檢測氣體泄漏、濕氣或入侵。
2、荷蘭Xensor高速響應氣體傳感器——XEN-5320-ALU-USB
XEN-5320是一種智能氣體傳感器，在需要分析二元氣體混合物的工業中有著廣泛的應用。該傳感器基于環境氣體的熱導率測量，使用經驗證的熱導率傳感器XEN-3880。應用包括氫氣和氦氣實驗、探測射流和羽流中的氣體擴散率以及二元氣體成分測量，以及醫療、研發和工業環境中氫氣、氦氣、氮氣和甲烷氣體混合物的監測和泄漏檢測。