氢分析仪原理

氢分析仪的核心原理是通过特定技术手段检测气体中氢气的物理或化学特性，进而计算其含量。不同类型的氢分析仪原理差异较大，主流技术可分为热导式、电化学和气相色谱法三类。

主流氢分析仪原理分类

1. 热导式氢分析仪（TCD）

这是常用的类型，基于氢气**热导率远高于其他气体**的物理特性工作。

- 核心部件是热导池，内部装有两个材质、阻值相同的热敏电阻（钨丝或铂丝）。

- 一个电阻通入待测气体，另一个通入已知纯度的参比气体（通常是氮气）。

- 当待测气体中氢气含量变化时，其热导率随之改变，导致热敏电阻的散热速率和温度变化，进而阻值发生差异。

- 通过测量两个电阻的阻值差，即可换算出氢气的浓度。

2. 电化学氢分析仪

基于电化学反应原理，适用于低浓度氢气（通常0-1000ppm）的检测。

- 传感器内部包含工作电极、对电极和电解质溶液。

- 氢气扩散进入传感器后，在工作电极上发生氧化反应，产生电流。

- 生成的电流大小与氢气的浓度成正比，通过测量电流值即可得到氢气含量。

- 优点是灵敏度高、响应速度快，缺点是传感器有一定使用寿命，需要定期更换。

3. 气相色谱法氢分析仪（GC）

通过分离混合气体中的组分来精确测量氢气含量，适用于多组分复杂气体环境。

- 载气（如氦气、氮气）将待测气体带入色谱柱，色谱柱内的固定相能对不同气体组分进行吸附和解吸。

- 氢气与其他气体组分的吸附能力不同，导致其在色谱柱中的移动速度不同，从而实现分离。

- 分离后的氢气组分进入检测器（常用热导检测器TCD），产生相应的电信号峰值。

- 通过对比峰值面积与标准样品的峰值面积，计算出氢气的准确浓度。