如何解決氫氣傳感器故障?氫氣傳感器的發(fā)展方向如何?
氫氣傳感器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象,通過這篇文章,小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解,詳細(xì)內(nèi)容如下。
一、如何解決氫氣傳感器故障
(一)響應(yīng)時(shí)間延長的處理方案
半導(dǎo)體氫氣傳感器在長期使用后會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)遲緩現(xiàn)象。某燃料電池汽車監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄顯示,傳感器的T90響應(yīng)時(shí)間從初始的15秒延長至45秒。拆解分析發(fā)現(xiàn),傳感器氣路中存在油污堆積,同時(shí)敏感芯片表面的催化層出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象。
處理此類問題需要分步驟操作:先用異丙醇超聲清洗氣路組件,然后在350℃條件下對(duì)敏感元件進(jìn)行4小時(shí)的熱處理再生。值得注意的是,MEMS工藝制造的微熱板式傳感器,其加熱功率需要精確控制在額定值的±5%范圍內(nèi),否則會(huì)導(dǎo)致催化活性不可逆衰減。某新能源企業(yè)的維護(hù)數(shù)據(jù)顯示,定期氣路凈化可使傳感器壽命延長40%。
(二)交叉干擾的識(shí)別與補(bǔ)償
在合成氨工廠的復(fù)雜氣體環(huán)境中,氫氣傳感器常受到CO、H2S等氣體的交叉干擾。現(xiàn)場測(cè)試表明,100ppm的CO會(huì)造成某些催化燃燒式傳感器出現(xiàn)12%的讀數(shù)偏高。這種干擾的機(jī)理在于不同氣體在催化珠表面發(fā)生競爭性氧化反應(yīng)。
應(yīng)對(duì)策略包括:安裝帶有分子篩的預(yù)處理過濾器,其孔徑應(yīng)控制在0.5-1nm范圍;采用多傳感器陣列配合PLS算法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理。某跨國化工集團(tuán)的實(shí)踐表明,加裝鈀合金膜過濾裝置后,交叉干擾誤差可從15%降至3%以下。
二、氫氣傳感器的發(fā)展方向與趨勢(shì)
目前市場上電化學(xué)與電學(xué)氫氣傳感器占有率較高。各種電化學(xué)氫氣傳感器的工作溫度范圍覆蓋較廣,并且功耗很低, 靈敏度高, 但是其電極壽命有限,并且工作時(shí)需要提供給傳感器電流或電壓, 不適用于易燃易爆場所。電學(xué)型氫氣傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單, 易實(shí)現(xiàn)微型化, 易集成的優(yōu)點(diǎn), 但是其工作所需溫度較高,增加了能耗,并且其工作時(shí)易產(chǎn)生電火花, 同樣不適用于易燃易爆場所。
光學(xué)型氫氣傳感器中聲表面波型與光聲型通過測(cè)其頻率的偏移量來檢測(cè)氫氣濃度的方法受環(huán)境因素影響較大, 而光纖氫氣傳感器具有本征安全、抗電磁干擾、體積小、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn), 并且其傳感器靈敏度和測(cè)量精度高, 能夠達(dá)到實(shí)時(shí)響應(yīng)。根據(jù)傳感機(jī)理的不同,可以制作出適用于單點(diǎn)測(cè)量和分布式多點(diǎn)測(cè)量的多種光纖氫氣傳感器。因此光纖氫氣傳感器將成為氫氣傳感器研究領(lǐng)域的主要內(nèi)容,隨著傳感器制作工藝的提升和信號(hào)解調(diào)技術(shù)的發(fā)展,光纖氫氣傳感器將占據(jù)更大的市場。
盡管氫氣傳感器主要用于氫能源載體,但是其也有其他可能應(yīng)用。電力網(wǎng)絡(luò)工業(yè)、化學(xué)和核能行業(yè)都需要此類高效氫氣傳感器,而且也可用于改善醫(yī)療診斷。
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