燃料電池相關傳感器介紹文章之氫泄漏傳感器

發布時間：

2023-08-28

一般在燃料電池汽車上至少需要加裝3~5只氫泄漏傳感器，分別位于燃料電池系統上方、儲氫系統上方、燃料電池系統尾排、及汽車駕駛室頂部，不同車型布置位置及數量可能有所差異。

氫能作為一種清潔、高效的能源形式，正逐漸成為未來能源的焦點。在氫能的開發和利用過程中，氫泄漏傳感器扮演著關鍵的角色。

    一般在燃料電池汽車上至少需要加裝3~5只氫泄漏傳感器，分別位于燃料電池系統上方、儲氫系統上方、燃料電池系統尾排、及汽車駕駛室頂部，不同車型布置位置及數量可能有所差異。

豐田二代MIRAI燃料電池汽車共計3處位置安裝了氫泄漏傳感器

  本文將探討幾種不同工作原理的氫泄漏傳感器，包括氫氣電化學傳感器、氫氣熱導傳感器以及氫氣催化燃燒傳感器，分析其工作原理及優劣勢。

  氫氣電化學傳感器 

 工作原理：氫氣電化學濃度傳感器基于氫氣在電化學反應中的特性來檢測氫氣濃度。其原理是利用氫氣與電極表面發生反應，產生電流或電勢變化，進而實現濃度的檢測。

 優 勢：

  高靈敏度：氫氣電化學傳感器對氫氣具有很高的靈敏度，能夠在低濃度范圍內進行準確檢測。

  快速響應：傳感器對氫氣的響應速度非常快，可以在短時間內實時監測氫氣濃度的變化。

  寬濃度范圍：氫氣電化學傳感器可以應用于多種濃度范圍內，從低濃度到高濃度均可實現準確檢測。

  高選擇性：傳感器對氫氣的檢測具有較高的選擇性，能夠排除其他干擾物質的干擾。

 劣 勢： 有毒性、溫度依賴性、維護要求高。

  氫氣熱導傳感器 

 

                熱導原理氫泄漏傳感器

 工作原理：氫氣熱導濃度傳感器是一種基于氫氣熱導性質的傳感器，用于測量氫氣的濃度。其原理是利用氫氣的熱導率隨濃度變化的特性來進行檢測。

 優 勢：

  高靈敏度：氫氣熱導濃度傳感器對氫氣的濃度變化非常敏感，能夠實現高精度的濃度檢測。

  高響應速度：傳感器對氫氣的濃度變化具有較快的響應速度，能夠提供實時的濃度監測結果。

  零污染：傳感器無需使用電解液或化學試劑，不會產生污染物，對環境友好。

  寬測量范圍：氫氣熱導濃度傳感器可以適用于較廣的濃度范圍，從低濃度到高濃度均可進行測量。

 結構簡單：傳感器結構相對簡單，易于制造和維護。

 劣 勢： 溫度依賴性、受其他氣體影響。

  氫氣催化燃燒傳感器 

 

         豐田二代Mirai上安裝的氫泄漏傳感器

 工作原理：在氫氣的檢測中，傳感器中含有催化劑（通常為鉑），當氫氣接觸到催化劑表面時，會與氧氣發生催化燃燒反應，生成水。該反應是一個放熱反應，可燃氣體催化燃燒所產生的熱量傳導到被包裹的鉑線圈上，使線圈的電阻升高，從而引起傳感信號的橋路中電壓發生變化且與氣體濃度成正比來進行檢測。

 優 勢：

 高靈敏度：由于催化劑的存在，氫泄漏傳感器對氫氣的檢測非常敏感，能夠檢測到低至幾十ppm的氫氣濃度。

 快速響應：傳感器的催化燃燒反應可以在短時間內生成大量的熱量，從而使傳感器的響應速度非常快，能夠快速檢測到氫氣濃度的變化。

 高可靠性：催化燃燒反應的氫泄漏傳感器具有較高的穩定性和可靠性，能夠在長時間使用中保持較穩定的性能。

劣 勢： 反應會產生水（可能會影響對氫氣的檢測）。

               

   目前催化劑燃燒式原理氫泄漏傳感器是行業內應用最廣泛的產品，以日本廠家和部分國產廠家為代表基本都選擇了催化劑燃燒反應原理的；其成熟廣泛的應用和產品本身的優勢也被眾多系統廠家和整車廠家所看中并選擇。

   需要注意的是，每種氫泄漏傳感器都有其特定的適用范圍和限制條件，具體選擇需根據實際應用需求進行評估。同時，不同廠家和型號的傳感器性能也會有一定差異，建議在具體應用中進行測試和驗證。

 

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