سنسور هیدروژن (Hydrogen Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور هیدروژن (Hydrogen Sensor) :
سنسور هیدروژن برای تشخیص و اندازه گیری غلظت گاز هیدروژن (H₂) در هوا استفاده می شود. هیدروژن گازی بی رنگ، بی بو و بسیار قابل اشتعال است (دامنه انفجار ۴-۷۵٪ در هوا). با توجه به رشد استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت پاک (پیل های سوختی) و در صنایع (مانند خنک کننده ژنراتورها)، سنسورهای هیدروژن برای ایمنی حیاتی هستند. انواع مختلفی از سنسورهای هیدروژن وجود دارد.
سنسور هیدروژن کاتالیتیک (پلیستور): مشابه سنسور گاز کاتالیتیک، با یک بید کاتالیست که روی آن هیدروژن اکسید شده و گرما تولید می کند. مناسب برای تشخیص در محدوده LEL (تا ۴٪).
سنسور هیدروژن نیمه هادی (MOS): اکسیدهای فلزی مانند SnO₂ یا WO₃ در حضور H₂ مقاومتشان تغییر می کند. ارزان و حساس، اما انتخاب پذیری محدود.
سنسور هیدروژن الکتروشیمیایی: شامل یک الکترولیت و الکترودهایی است که H₂ در آنها اکسید می شود. دقیق و انتخابی تر، با عمر محدود.
سنسور هیدروژن حرارتی (Thermal Conductivity): بر اساس تفاوت رسانایی حرارتی هیدروژن با هوا (رسانایی هیدروژن حدود ۷ برابر هوا است). یک پل وتستون با دو ترمیستور (یکی در معرض گاز، دیگری مهر و موم شده) این تفاوت را اندازه می گیرد. این نوع برای غلظت های بالا (بیشتر از LEL) مناسب است و در برابر مسمومیت مقاوم است.
سنسور هیدروژن پالادیمی (Pd-based): پالادیم (Pd) به طور انتخابی هیدروژن را جذب کرده و هیدرید پالادیم تشکیل می دهد که باعث تغییر مقاومت یا خواص نوری Pd می شود. این سنسورها می توانند بسیار کوچک و با مصرف توان پایین ساخته شوند (MEMS).
مزایا (نوع پالادیمی):
انتخاب پذیری بالا.
اندازه کوچک و مصرف پایین.
پاسخ سریع.
معایب: مسمومیت توسط برخی گازها (مانند H₂S)، هزینه نسبتا بالا.
\[ \Delta R \propto [H_2]^n \]کاربردها: ایمنی در ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن، خودروهای پیل سوختی، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، خنک کنندگی ژنراتورهای نیروگاهی، و آزمایشگاه های تحقیقاتی.
