随着氢能技术的不断突破和应用领域的持续拓展,氢气作为一种清洁、高效的能源载体,正逐步成为推动能源转型和绿色发展的重要力量。然而,氢气泄漏所带来的安全隐患也不容忽视。为了确保氢能应用的安全可靠,氢气浓度检测和氢气火焰探测成为涉氢场所不可缺少的安全措施。
氢能
一、氢气浓度检测:精准把控,防患于未然
氢气无色无味,难以被直接感知,因此,氢气浓度检测成为预防氢气泄漏事故的关键。在涉氢场所,固定式氢气浓度探测器与便携式氢气探测器共同构成了全方位、立体化的监测网络。
固定式氢气浓度探测器的设置位置需根据场所特点进行科学规划。在可能出现氢气泄露或溢出的位置、日常操作需要分离的连接处(如加氢口)、氢气可能聚集的位置以及氢气可能侵入建筑的进风口或排风口等关键区域,均需安装探测器。这些探测器的选择需综合考虑准确度、可靠性、交叉灵敏度、可维护性等多个因素,以确保监测数据的准确性和稳定性。
同时,便携式氢气探测器也为现场工作人员提供了实时、便捷的监测手段。在氢气浓度较高的环境下,工作人员可以随身携带探测器,实时监测氢气浓度,及时采取应对措施,避免事故的发生。
二、氢气火焰探测:迅速响应,守护安全
氢气火焰产生的紫外线辐射波长约为311nm,在日光下不易被视觉观测。此外,氢火焰的辐射热量显著少于烃类燃烧,使得人即使非常靠近火焰也不易感知其存在。因此,氢气火焰探测成为及时发现氢火焰、防止事故蔓延和恶化的重要手段。
紫外火焰探测器凭借其高灵敏度和对紫外线辐射的敏感特性,成为涉氢场所火焰探测的首选。这些探测器能够迅速响应氢气火焰产生的紫外线辐射,并发出报警信号,提醒现场工作人员采取紧急措施。同时,涉氢场地的工作人员还应携带便携式氢气火焰探测器,以便在必要时进行快速响应。
三、传感器选型:技术先进,性能卓越
在氢气浓度检测和氢气火焰探测领域,多种类型的传感器应运而生。催化燃烧型、半导体型、热导型和电化学型等不同类型的氢气浓度传感器各具特色,适用于不同的应用场景。而紫外光电二极管、紫外光电探测器等火焰探测传感器则以其高灵敏度、快速响应和稳定可靠的性能,成为涉氢场所火焰探测的首选。
在选型过程中,除了考虑传感器的性能参数外,还需结合实际应用场景的需求进行综合考虑。例如,在密闭空间或通风不良的受限空间内,应选择具有高灵敏度和快速响应特性的传感器;而在开放空间或通风良好的室内空间内,则可以适当放宽对传感器灵敏度的要求。
氢气浓度检测传感器:
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TGS2616(半导体型氢气传感器):TGS2616-C00是日本FIGARO研发的半导体原理传感器,响应快速、功耗低、体积小,TGS2616-C00 内含全新开发的敏感素子,受酒精等干扰气体的影响极小,而对氢气具有较高的选择性。非常适合用于检测氢气浓度变化。可以检测10-3000ppm范围的氢气浓度。 特点 :对氢气具有高选择性、体积小、功耗低、应用电路简单
TGS6812(催化燃烧型氢气传感器):TGS6812-D00是催化燃烧式的气体传感器,可以检测100%LEL水平 的氢气,此传感器具有精度高,耐久性与稳定性好,快速响应、线性输出的特点,不仅可监测氢气,还可以用于检测甲烷与LP气体。这对于固定式燃料电池将氢气作为可燃气体时的泄漏检测是个非常优秀的方案。特点: 线性输出、使用寿命长 对酒精灵敏度低、对氢气、甲烷与LP等物质有较高灵敏度
MTCS2601(热导型氢气传感器):MTCS2601 传感器由基于 MEMS 技术的4个 Ni-Pt 电阻组成的微机械的热电导率传感器。此传感器安装在小型的 SMD 封装内。同时结合了低功耗 CMOS 标准集成电路,非常适合 OEM厂商的泄漏检测,或者基于帕拉尼原理的真空度检测,需要超低功耗,长寿命和免维护的产品。适用于恶劣环境下初级压力控制,需要功耗和尺寸的限制,或者是气体泄漏或者水分
H2-BF(电化学型氢气传感器): 原理:氢气和氧气在工作电极和对电极上发生相应的氧化还原反应并释放电荷形成电流,产生的电流大小与氢气浓度成正比,通过测试电流大小即可判定氢气浓度的高低。 特点:低功耗、高精度、高灵敏度、线性范围宽、抗干扰能力强、优异的重复性和稳定性。
不同原理氢气传感器优缺点:
4种氢气传感器优缺点对比
氢气火焰探测传感器:
德国EPIGAP 紫外光电二极管- EOPD-265-0-0.5-CC/EOPD-265-0-0.3-CC,紫外光电二极管EOPD-265-0-0.5-CC在紫外区(205 nm-355 nm)内低成本SiC光电二极管具有高的光谱灵敏度,其封装在TO-52外壳内,配有紫外线玻璃窗口片,通过RoHS和WEE认证。
德国SGLUX 紫外光电二极管- SG01S-A18:可以长期工作在高达170°C的温度中,信号(响应率)的温度系数也很低, <0.1%/K.由于( fA级别的暗电流)噪音低,很低的紫外线辐射强度也可以可靠地测量,( 需要适当的放大器)。SiC光电二极管可作为未滤波的宽带探测设备或带有光学滤波器,提供对UVA、UVB、 UVC波段的响应。
德国SGLUX 紫外光电二极管 - SG01D-5LENS(带聚光镜,虚拟面积可以达到11mm2),宽频UVA+UVB+UVC, PTB报道的芯片高稳定性, 用于火焰检测,辐射敏感面积 A = 11.0 mm2,TO5密封金属外壳和聚光镜, 1绝缘引脚和1接地引脚,10µW/cm2 峰值辐射约产生350 nA电流
TOCON-ABC1
德国SGLUX 紫外光电探测器- TOCON_ ABC1,是5伏供电的紫外光电探测器,带有的集成放大器,使紫外辐射转化成0~5V电压输出。TOCON的输出电压引|脚可以直接连接到控制器,电压计或其他带有电压输入的数据分析装置。(可以监测到pw级紫外线,带放大电路),基于碳化硅的宽频紫外光电探测器放于TO5 外壳中,带有集中器镜头盖
韩国GENICOM 紫外线传感器- GUVB-T11GD,该传感器芯片大小0.4mm,TO 46封装,使用铝氮化镓材料构成,装有肖特基光电二极管,具有光伏模式操作,有良好的日盲, 高响应,低暗电流。广泛应用于:UV指数检测,UV-B灯监控,还可以用于紫外线消毒和UV固化,UV火焰探测器等。
结论
为了有效监控氢气泄漏并预防相关安全事故,选择合适的氢气浓度检测器和氢气火焰探测器非常重要。无论是哪种类型的传感器,都应考虑其准确性、可靠性以及适用场景等因素。工采网提供的多种氢气传感器和火焰探测器能够满足不同场合的需求,确保涉氢环境的安全运行。对于涉氢场所的工作人员而言,随身携带便携式的氢气探测器也是必要的安全措施之一。
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