氢气检测仪原理

氢气检测仪的核心原理是通过传感器捕捉氢气的特定物理或化学特性，将其转化为可测量的电信号，再通过信号处理计算出氢气浓度，主流技术分为催化燃烧式、电化学式、热导式和半导体式四类。

主流氢气检测仪原理分类

1. 催化燃烧式（适用于可燃浓度检测，如0-4%VOL）

- 核心是**催化燃烧反应**，传感器内有涂覆催化剂的检测元件（如铂丝）和补偿元件。

- 氢气与空气混合后接触检测元件，在催化剂作用下低温燃烧，释放热量使铂丝温度升高、阻值变大。

- 补偿元件不参与燃烧，仅用于抵消环境温度变化的影响。

- 通过测量两个元件的阻值差，换算出氢气浓度，当浓度达到爆炸下限（LEL）时触发报警。

2. 电化学式（适用于低浓度检测，如0-1000ppm）

- 基于**电化学反应**，传感器包含工作电极、对电极和参比电极，内部填充电解质。

- 氢气通过透气膜扩散进入传感器，在工作电极上发生氧化反应，产生电子转移形成电流。

- 电流大小与氢气浓度成正比，经电路放大和处理后，直接输出对应浓度值。

- 优点是灵敏度高、响应快，缺点是传感器有寿命（通常1-2年），需定期更换。

3. 热导式（适用于常量浓度检测，如0-100%VOL）

- 利用氢气**热导率远高于其他气体**的物理特性，核心部件是热导池。

- 热导池内有两个阻值相同的热敏电阻，分别通入待测气体和参比气体（如氮气）。

- 氢气浓度变化会改变待测侧气体的热导率，导致热敏电阻散热速率和温度差异，进而产生阻值差。

- 通过测量阻值差，反推出氢气浓度，适合高浓度氢气的精准测量。

4. 半导体式（适用于泄漏报警，如低浓度检测）

- 依赖**半导体材料的气敏特性**，传感器核心是金属氧化物半导体（如二氧化锡）。

- 半导体在常温下阻值较高，当接触氢气时，氢气会与半导体表面的氧离子反应，导致载流子浓度变化，阻值降低。

- 阻值变化量与氢气浓度相关，通过测量阻值变化即可确定浓度，成本低但精度相对较低，易受其他气体干扰。