氢气分析仪的工作原理主要依赖于氢气的物理或化学特性差异进行检测,根据测量原理不同可分为以下几类:
一、热导式原理(主流技术)
基本原理
利用氢气导热率显著高于其他气体的特性(氢气导热率约为空气的7倍)。混合气体流经热导池时,氢气含量变化导致热导率改变,引起热敏元件电阻值变化,通过惠斯通电桥转换为电信号。
核心组件
热导池:含测量臂(通入待测气体)和参考臂(通入标准气体)。
温度补偿系统:消除环境温度干扰,
典型应用
发电机氢冷系统纯度监测(量程0-****)、制氢站流程控制。
二、电化学原理(微量检测)
燃料电池型
氢气在传感器阳*发生氧化反应(如:H₂ → 2H⁺ + 2e⁻),产生的电流与氢气浓度成正比。
优势:对氢气特异性高,适合ppm级检测。
局限:受温度/湿度影响,需定期校准。
电势型
测量氢气反应导致的电*电势差,对数关系输出浓度值,适于低浓度环境。
典型应用
工业氢中微量氧仲裁检测(如GB/T 6285标准)。
三、光学原理(抗干扰型)
激光吸收光谱
调制激光波长扫描氢气特征吸收峰,通过二次谐波信号计算浓度。
技术优势
非接触测量,抗交叉干扰(如CO₂、CH₄)。
典型应用
高温或腐蚀性环境(如半导体工艺、石化流程)的在线监测。
四、其他原理
气相色谱法:利用色谱柱分离气体组分,热导检测器定量分析,精度高但响应慢。
固态钯合金薄膜:氢气渗透导致薄膜电阻变化,专一性强且耐酸性环境。
主要技术对比
原理类型 检测范围 精度 响应速度 典型场景
热导式 0–**** H₂ ±0.1% 中速 发电机冷却氢监测
电化学式 0–**** O₂/H₂ ppm级 快速 高纯氢中微量氧
激光光谱 0–**** H₂ ±1% F.S. 秒级 高温/腐蚀环境
注:实际选型需结合背景气体成分、温度范围及防爆要求()综合评估。
文章来源:百度AI,仅供参考