德國Messkonzept GmbH公司FTC320EX氧中氫分析儀校準(zhǔn)

-1s快速響應(yīng)(t90)，電解水制取氫氣濃度測量

電解水制氫氣是指水分子在直流電作用下被解離生成氧氣和氫氣，分別從電解槽陽極和陰極析出。根據(jù)電解槽隔膜材料的不同，可分為堿性電解（AWE），質(zhì)子交換膜（PEM）電解以及固體氧化物（SOEC）電解三種技術(shù)路線。電解水制氫裝置的安 全操作至關(guān)重要，因?yàn)闅錃馐且环N高度可燃的氣體，其爆炸極限范圍在4%至75%之間。這意味著，當(dāng)氫氣濃度低于4%或高于75%時(shí)，氫氣和氧氣混合氣體不會發(fā)生自燃或爆炸反應(yīng)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，必須嚴(yán)格控制氫氣的濃度，避免超過其上爆炸極限，以防止氫氣的燃燒和爆炸。

PEM電解水制取氫氣電解槽工作示意圖

電解水獲取氫氣過程中，需要測量氧氣中氫氣含量，也需要測量氫氣中氧氣含量。目前氧中氫分析儀和氫中氧分析儀主要采用熱導(dǎo)原理和電化學(xué)原理，這兩種原理的分析儀都在電解水制取氫氣過程廣泛應(yīng)用。德國Messkonzept GmbH公司FTC320E防爆區(qū)域X氧中氫分析儀耐壓高達(dá)20bar，氫氣測量范圍0–2 vol.%（根據(jù)要求的其他范圍）。電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣都是高溫高濕，不能直接測量。必須對被測的氣體進(jìn)行預(yù)處理。例如對氧氣進(jìn)行降溫、減壓、汽水分離、干燥和過濾堿液氣凝膠和微小顆粒后，才能通入FTC320EX氫氣分析儀進(jìn)行測量。

德國Messkonzept GmbH公司FTC320EX氧中氫分析儀主要優(yōu)點(diǎn)：
1、響應(yīng)時(shí)間很快，大約1秒（T90,@1L/min）,氫氣流量小時(shí)，電化學(xué)原理的分析儀，響應(yīng)時(shí)間太慢，根本無法進(jìn)行低流量氣體測量。
2、精度高，長期穩(wěn)定性好，不需要頻繁標(biāo)定分析儀。電化學(xué)原理的分析儀，需要頻繁標(biāo)定，甚至每天都需要通標(biāo)氣進(jìn)行標(biāo)定。
3、可以抗冷凝水，不會損壞氫氣分析儀。

德國Messkonzept GmbH公司FTC320EX氧中氫分析儀電解水應(yīng)用配置參數(shù)：

氫分析儀，防爆型，含原廠校準(zhǔn)證書

量程：0-2%Vol. H2 in O2

線性：1%FS；

重復(fù)性：1%FS

流量影響：25ppm/ 0.1L/min.出廠標(biāo)定流量：0.5L/分鐘

制造商：德國Messkonzept GmbH

防爆等級：Ex II 3G Ex nR IIC T4 Gc，Zone 2

T90響應(yīng)時(shí)間：1秒（@1L/分鐘）

供電：24VDC；輸出：4-20mA和RS232輸出

分析儀內(nèi)部防護(hù)處理：防冷凝水和灰塵顆粒防護(hù)，保護(hù)分析儀。

FTC320EX氧中氫分析儀在工廠采用非常干燥的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校準(zhǔn)的，由于測試條件，例如壓力、濕度和流量的變化，新購買的氧中氫分析儀需要進(jìn)行重新校準(zhǔn)。分析儀校準(zhǔn)的原則，在什么條件下測試，就需要在同樣條件下校準(zhǔn)。我們建議分別進(jìn)行校準(zhǔn)。如果滿足以下標(biāo)準(zhǔn)之一，則檢查校準(zhǔn)：
?氫氣分析儀投入使用后
?定期循環(huán)，取決于目標(biāo)精度。為了找出校準(zhǔn)之間的適當(dāng)時(shí)間，我們建議從更頻繁地檢查校準(zhǔn)開始。校準(zhǔn)之間的時(shí)間范圍為：
–對于百分含量量程內(nèi)的氫氣測量，需要間隔幾個(gè)月，甚至1年
–對于亞百分含量或ppm含量氫氣測量，需要間隔數(shù)天到數(shù)周周
–如果需要很高精度氫氣測量，則每次測量前，
?當(dāng)壓力、溫度或氣體流量的測量情況發(fā)生變化時(shí)

對于ppm級別低含量氧中氫氣校準(zhǔn)時(shí)，要留意濕度對FTC320EX氫氣測量的交叉干擾。強(qiáng)烈推薦采用不銹鋼管路和卡套接頭，流量及和濕度測量儀表要放置FTC320后端，即排氣口。由于濕度影響，氫氣濃度越小，達(dá)到100%指示所需的時(shí)間越長。FTC320EX在實(shí)驗(yàn)室通入標(biāo)準(zhǔn)氣體后30分鐘以獲得高精度，此時(shí)氣路中沒有濕度進(jìn)入，同時(shí)沒有冷卻器或過濾器。 我們知道，F(xiàn)TC320EX儀器顯示的氫氣濃度，這是真正的傳感器敏感元件內(nèi)氣體。當(dāng)T90時(shí)間較長時(shí)，是由于氣體交換不完善造成的。這可能有很多原因。有些氣體粘附在內(nèi)壁上，例如濕度非?！罢吵怼?，在進(jìn)入氫氣分析儀之前，管道內(nèi)表面和氣路中的其他元件需要一段時(shí)間達(dá)到飽和并停止吸附氣體?；覊m或海綿狀表面（如某些塑料表面）會加劇這些影響。推薦采用電拋光不銹鋼表面。始終盡量減少氣體附著的表面，例如管道的直徑和長度。在大多數(shù)情況下，F(xiàn)TC320EX氫氣分析儀僅確定新零點(diǎn)偏移值的單點(diǎn)標(biāo)定就足夠了。它適用于修正漂移或操作參數(shù)的變化，如流量、壓力或露點(diǎn)。與偏移offset相比，滿程增益Gain多年來是非常穩(wěn)定，幾乎不受流量或壓力變化的影響。

濕度對FTC320EX氫氣分析儀影響：當(dāng)FTC320EX測試低含量PPM級別氫氣濃度時(shí)，必須考慮濕度對氫氣測量的影響。當(dāng)露點(diǎn)為5°C時(shí)，F(xiàn)TC320EX顯示約0.2 Vol.%H2（2000ppm）的值。當(dāng)露點(diǎn)為30°C時(shí)，出現(xiàn)約0.7 Vol.%H2(7000ppm)的信號。所以FTC320EX測試樣氣時(shí)，需要帶濕度進(jìn)行標(biāo)定，盡可能地去除濕度的影響。

FTC320EX氧中氫分析儀校準(zhǔn)要點(diǎn)總結(jié)：

1、當(dāng)FCT150和FTC320EX測試低含量PPM級別氫氣濃度時(shí)，必須考慮濕度對氫氣測量的影響。所以FCT150和FTC320EX測試樣氣時(shí)，需要在現(xiàn)場帶濕度進(jìn)行標(biāo)定，盡可能地去除濕度的影響。
2、高精度測量氫氣時(shí)，流量及和濕度測量儀表要放置FTC320和FTC150后端，即排氣口。強(qiáng)烈推薦采用不銹鋼管路和卡套接頭，由于濕度影響和吹掃時(shí)間，氫氣濃度越小，達(dá)到100%指示所需的時(shí)間越長。
有些氣體粘附在管道內(nèi)壁上，例如濕度非常“粘稠”，在進(jìn)入氫氣分析儀之前，管道內(nèi)表面和氣路中的其他元件需要一段時(shí)間達(dá)到飽和并停止吸附氣體。灰塵或海綿狀表面（如某些塑料表面）會加劇這些影響。推薦采用電拋光不銹鋼表面。始終盡量減少氣體附著的表面，例如管道的直徑和長度。
3、關(guān)于被測氣體干燥：如果有可能盡量使用電子冷凝器（帕爾帖制冷，gas cooler）,不推薦采用變色硅膠和分子篩等干燥劑。電子冷凝器控制濕度穩(wěn)定，達(dá)到穩(wěn)定測量和穩(wěn)定讀數(shù)。而變色硅膠和分子篩等干燥劑控制濕度不穩(wěn)定，帶來氫氣讀數(shù)不穩(wěn)定。如果確實(shí)要使用干燥劑，優(yōu)先推薦使用分子篩（添加少量變色硅膠做變色指示使用）。