氫燃料電池車用氫氣泄漏傳感器和電池原理-氫氣監(jiān)測(cè)模塊-氫氣傳感器

隨著各國(guó)對(duì)燃料電池（Fuel Cell）汽車產(chǎn)業(yè)的不斷投入，燃料電池汽車技術(shù)逐漸成熟，各國(guó)及各區(qū)域燃料電池汽車（Fuel Cell Vehicle,FCV）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷制定和完善中。目前，世界上已有多款款氫燃料電池車實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前，各大汽車相廠商繼宣布將提前上市燃料電池車,燃料電池車使用的電子零部件的開(kāi)發(fā)也開(kāi)始逐步升溫。但是，人們對(duì)于氫燃料電池車（Fuel Cell Vehicle,FCV)的安 全性普遍存在顧慮，這些顧慮主要來(lái)自于高壓儲(chǔ)氫瓶以及氫恐怖的爆燃效果，所以人們都在問(wèn)：它安 全嗎？會(huì)爆炸嗎？

FTC130熱導(dǎo)氫氣傳感器|氫氣變送器技術(shù)參數(shù)下載

FH2-HY04氫氣傳感器（H2傳感器）技術(shù)資料下載

MEMS熱導(dǎo)式傳感器工作原理：熱導(dǎo)率傳感器通過(guò)測(cè)量氣體或液體的導(dǎo)熱能力來(lái)工作。當(dāng)向材料施加熱量時(shí)，其散熱速率受到其導(dǎo)熱性的影響。在典型的熱導(dǎo)率傳感器中，兩個(gè)溫度傳感器（通常是熱電偶或電阻溫度傳感器）以已知距離放置。加熱器產(chǎn)生已知量的熱量，并測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器之間的溫差。然后，可以根據(jù)熱流和溫差計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。 熱導(dǎo)率氣體傳感器敏感芯片測(cè)量膜中心熱電堆熱結(jié)和芯片厚邊緣冷結(jié)之間的熱阻。這是通過(guò)使用電阻器加熱器Rheat加熱膜的中心來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由此產(chǎn)生的中心溫度升高由熱電堆溫度傳感器測(cè)量。實(shí)際溫度升高取決于膜中心和環(huán)境之間的有效熱阻，這受到膜熱阻、環(huán)境氣體熱阻、任何存在的氣體流量和（通常可以忽略不計(jì)）發(fā)射輻射等因素的影響。

MEMS熱導(dǎo)率傳感器測(cè)量溫度有幾種類型，包括：

• 電阻溫度傳感器：這些傳感器利用材料的電阻變化來(lái)確定溫度。
• 熱電堆傳溫度感器：這些傳感器由多個(gè)串聯(lián)的熱電偶組成，提供更高的輸出電壓和靈敏度。

TCD-5880-P2RW氣體傳感器敏感元件為了測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確補(bǔ)償環(huán)境溫度變化，可以在熱導(dǎo)率傳感器芯片旁邊安放一個(gè)2x2 mm的PT100鉑電阻溫度傳感器。這允許根據(jù)溫度DIN B等級(jí)準(zhǔn)確測(cè)量傳感器芯片的溫度。標(biāo)準(zhǔn)為100歐姆電阻器（0oC時(shí)為100歐姆，靈敏度為0.39%/oC），可選為0oC下為100歐姆的Pt100。所謂的"Roof硅蓋"是粘在薄膜熱點(diǎn)上的硅散熱器，在距離薄膜100μm處形成散熱器（見(jiàn)圖4.5）?！肮枭w”有兩個(gè)應(yīng)用。首先，熱導(dǎo)率傳感器周圍的任何氣流都被硅蓋阻擋，無(wú)法到達(dá)熱膜，因此傳感器的對(duì)流量靈敏度大大降低。因此，在有流量的情況下進(jìn)行測(cè)量時(shí)，硅蓋選項(xiàng)很有趣。其次，附近的散熱器將傳感器可以測(cè)量的上部真空壓力增加了大約3倍。因此，當(dāng)將熱導(dǎo)率傳感器用作真空計(jì)傳感器時(shí)，硅蓋選項(xiàng)也可能引起人們的興趣。

氫燃料電池（Fuel Cell ）工作原理

氫燃料電池（Fuel Cell）基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽(yáng)極板（負(fù)極），經(jīng)過(guò)催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái)，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過(guò)質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板（正極），與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水。

由于供應(yīng)給陰極板的氧，可以從空氣中獲得，因此只要不斷地給陽(yáng)極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水（蒸氣）帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲(chǔ)能，確切的講應(yīng)該稱為氫發(fā)電裝置。

儲(chǔ)氫瓶真的安 全嗎？-氫燃料電池車用氫氣泄漏傳感器和電池原理-氫氣監(jiān)測(cè)模塊-氫氣傳感器

目前，高壓氫瓶?jī)?chǔ)氫是車載氫氣系統(tǒng)儲(chǔ)氫方式的主流。燃料電池車有兩個(gè)壓力高達(dá)35-70MPa的儲(chǔ)氫瓶分別置于后排坐墊下方和后方。人們*擔(dān)心這兩個(gè)高壓的儲(chǔ)氫瓶是否會(huì)在汽車發(fā)生碰撞中發(fā)生破裂、甚至爆炸。氫氣是*輕的氣體，它的擴(kuò)散性極強(qiáng)，氫的擴(kuò)散系數(shù)比空氣大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以證明氫比汽油安 全是有根據(jù)的。所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安 全的混合氣。氫氣的比重小，易向上逃逸，這使得事故時(shí)氫氣的影響范圍要小得多。

氫氣會(huì)泄漏嗎？-氫燃料電池汽車（Fuel Cell Vehicle,FCV）用氫泄漏傳感器-氫氣傳感器

從氫瓶到燃料電池，氫氣泄漏的薄弱環(huán)節(jié)是導(dǎo)氣管、燃料電池及其鏈接部分。為此，氫燃料電池車都配有防泄漏安 全系統(tǒng)。一般在氫氣瓶附近及駕駛位附近安裝有氫氣感應(yīng)裝置即氫氣傳感器或氫氣泄漏裝置，1秒鐘之內(nèi)可以感知?dú)錃庑孤?、關(guān)閉氫氣瓶電磁閥并發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，為了當(dāng)氫氣瓶電磁閥失效時(shí)能手動(dòng)切斷氫源，通常還配有手動(dòng)截止閥。氫瓶電磁閥和手動(dòng)截止閥聯(lián)合作用，可有效的避免氫氣泄漏，提高氫氣使用安 全。

美國(guó)NTM Sensors 公司的SenseH2氫氣傳感器-氫燃料電池車用氫氣泄漏傳感器和電池原理-氫氣監(jiān)測(cè)模塊-氫氣傳感器

   美國(guó)NTM Sensors公司的SenseH2® 氫氣傳感器是用來(lái)氫氣監(jiān)測(cè)，為危險(xiǎn)的工作環(huán)境提供保護(hù)。這種陶瓷傳感器獨(dú)特的展示了高靈敏度，高選擇性和對(duì)空氣中的快速響應(yīng)等特點(diǎn)。氫氣傳感器可以在一個(gè)很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)對(duì)氫氣進(jìn)行可靠的測(cè)量，甚至可以在可燃?xì)怏w環(huán)境中測(cè)量氫氣。 另外， 美國(guó)NTM Sensors 公司的SenseH2® 氫氣傳感器區(qū)別其他傳感器顯著特點(diǎn)是在暴露在連續(xù)的低濃度的氫氣，氫氣傳感器的信號(hào)不會(huì)飽和，氫氣消失后，傳感器快速地恢復(fù)。NTM Sensors 公司的SenseH2® 氫氣傳感器已經(jīng)得到UL認(rèn)證，按照UL60079-15 和EN60079-15 標(biāo)準(zhǔn)滿足Class l, Division 2 and Zone 2 危險(xiǎn)區(qū)域。

美國(guó)NTM Sensors公司的SenseH2氫氣傳感器特性，對(duì)氫氣有高度靈敏度和選擇，應(yīng)用在電池倉(cāng)，通訊系統(tǒng)備用電池和燃料電池汽車等場(chǎng)合H2氫氣濃度測(cè)量和監(jiān)測(cè)。

一、美國(guó)NTM Sensors公司SenseH2氫氣傳感器優(yōu)點(diǎn)-氫燃料電池車用氫氣泄漏傳感器和電池原理-氫氣監(jiān)測(cè)模塊-氫氣傳感器

? 0.5% ~4.0% H2 (5 to 100% LFL)量程（在空氣中）

? 1.0~4.5VDC線性成比例輸出

? +/- 0.25% H2精度

? 高靈敏性，只對(duì)氫氣敏感

? 快速響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間

? 抗其它可燃?xì)怏w干擾，例如CO，CH4和VOCs等

? 不受溫度、濕度和氣體流速影響

? 氫氣傳感器具有自診斷功能

?近1000只氫氣傳感器的燃料電池汽車（FCV,Fuel Cell Vehicles）應(yīng)用（歐洲）

二、美國(guó)NTM Sensors公司SenseH2氫氣傳感器技術(shù)參數(shù) -氫燃料電池車用氫氣泄漏傳感器和電池原理-氫氣監(jiān)測(cè)模塊-氫氣傳感器

zui小                           zui大                           單位                H2量程（在空氣中） 0.25 3.75 % 重復(fù)性 0.25 0.25 %H2 輸入電壓 9 32 VDC 輸出信號(hào)（線性） 1 4.5 VDC 錯(cuò)誤狀態(tài)輸出信號(hào) 0.00 0.75 VDC 錯(cuò)誤狀態(tài)輸出信號(hào) 4.75 5.00 VDC 功耗（25℃） 0.10 0.15 A 響應(yīng)時(shí)間（T90） - 5 Sec 恢復(fù)時(shí)間（T10） - 5 Sec 環(huán)境溫度 -40 80 ℃ 相對(duì)濕度 5 95 %RH 流量 0.02 5.00 m/s 危險(xiǎn)環(huán)境認(rèn)證

三、SenseH2氫氣傳感器氣體干擾試驗(yàn)

美國(guó)NTM sensors公司的SenseH2® 氫氣傳感器做過(guò)CO，CH4和濕度的干擾試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：我們的氫氣傳感器抗其它可燃性氣體干擾；H2傳感器也抗?jié)穸雀蓴_，可以在中國(guó)南方高濕度環(huán)境下使用。

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 MEMS快速響應(yīng)氫氣傳感器

   

 MEMS快速響應(yīng)氫氣傳感器(H2)特點(diǎn)：

1、無(wú)需加熱恒溫

2、功耗低，約100mW

3、快速響應(yīng)，約1秒

4、濕度測(cè)量和補(bǔ)償

5、溫度測(cè)量和補(bǔ)償

6、外形尺寸小

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