氣體質量流量傳感器在制氫機中的應用解決方案詳解
作者: 一步專家 來源: 一步電子網專家 查看評論 2020/4/29 11:48:46
隨著時代的不斷發(fā)展，技術和經濟地發(fā)展以及人口地增長，使得人們對能源地需求越來越大。以煤、石油為代表的地化石燃料仍然是能源地主要來源，然而一方面化石燃料的使用給地球帶來了嚴重的環(huán)境污染，大量的CO2,SO2,NOX氣體以及其它污染物導致溫室效應的產生和酸雨的形成，另一方面，由于化石燃料的不可再生性和有限性的儲量，日益增長的能源需求帶來了嚴重的能源危機。
可再生新能源的要求越來越被迫切，技術的發(fā)展，太陽能、風能、生物質、地熱能、潮汐能被開發(fā)出來，這些能源具有可再生性、豐富、清潔等優(yōu)點，備受設備的青睞。雖然可再生能有效的解決了環(huán)境污染問題，但是其可再生能源具有間歇性、地域性，并且不容易儲存和運輸，所以，氫能源以其清潔無污染、高效、可儲存和運輸等優(yōu)點被視為理想的能源載體。目前各國都投入大量的研究經費用于發(fā)展氫能源系統(tǒng)。下面工采網小編和大家一起來了解質量流量傳感器在制氫機中的應用解決方案。
過去，也曾有人研究過用氧化亞銅催化劑從水中制取氫的方法，但在實驗中氧化亞銅在陽光的作用下很容易還原成金屬。因此制氫機依靠的PSA變壓吸附原理獲得了工業(yè)生產者的青睞。
制氫機是一種利用的PSA變壓吸附原理，通過吸附塔內吸附劑在一定壓力下對不同氣體的吸附能力有所差異，從而從氨分解混合氣中分離出高純度的氫氣的裝置。
制氫機是以液氨為原料，經液氨減壓閥減壓后在汽化器內汽化再進入分解爐，分解爐內裝有活化過的鎳觸媒，在800℃-850℃溫度下進行分解，分解后高溫氣體在熱交換器內與氣態(tài)氨進行熱交換，分解氣降溫，氣氨回收熱量并升溫后進入分解爐分解。同時得到了75%的氫和25%的氨的混合氣；旌蠚庖话阈枰M入氣體純化(干燥)系統(tǒng),除去殘余水分及其它雜質。而干燥器一般設置二臺，一臺吸附混合氣中的水分及其它雜質，另一臺在加熱狀態(tài)下（一般在300-350℃）解吸出其中的水分及殘余氮，從而達到再生，重復使用的效果。
那么日常我們用哪些手段測量氫氣流量效果比較好呢？
我們都知道，在工業(yè)生產過程中，因為物料的平衡、熱儲存、經濟核算等方面的計算都需要質量流量計，而不是采用體積，那是因為在測量的時候經常需要將體積測量結果換算成質量流量而且因為密度隨著溫度與壓力變化而變化，所以在測量流量體體積的時候需要同時測量流體密度和壓力，然后求出質量流量。測量氫氣自然也不例外。
對于測量氫氣所使用的的質量流量傳感器工采網推薦的美國Siargo 氣體質量流量傳感器 - FS4001可用于廣泛的應用范圍包括儀器（如氣相色譜質譜法）、泄漏檢測、過程控制、氣體流量計量以及醫(yī)療應用。FS4001需要8 ~ 24 VDC電源提供一個模擬和/或數字用戶接口。模擬輸出是線性的從0.5到4.5 VDC從0到滿刻度流量相應。數字輸出是通過RS232傳輸。另一方面FS4001質量流量傳感器包裝盒是由化學惰性和熱穩(wěn)定的聚碳酸酯材料制成的，使用siargo專有的MEMS流量傳感器與封裝技術，壓力等級較高是5BAR（73 PSI），得受益于siargo的MEMS芯片結構、特殊包裝技術和堅固耐用的傳感器外殼，以便達到適宜的靈敏度。
氣體質量流量傳感器-FS4001主要特性：
1）傳感器靈敏度高，有極小的始動流量
2）傳感器芯片采用熱質量流量計量，無需溫度壓力補償，保證了傳感器的高精度計量
3）在單個芯片上實現了多傳感器集成，使傳感器的量程比大大提高
4）傳感器的零點穩(wěn)定度高
5）全量程高穩(wěn)定性
6）全量程高度和的重復性
7）低功耗
8）低壓損
9）響應時間快
氣體質量流量傳感器-FS4001框圖:
功能框圖如下圖所示。MEMS傳感器芯片的傳感器驅動電路供電和發(fā)送流量相關的電壓轉換器。微控制器處理英文字母表的第19個字母；
（放大、濾波等）將電壓轉換成流量。流量信號被發(fā)送通過模擬或模擬和數字格式（RS232）。
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