德國Messkonzept GmbH公司FTC320EX氧中氫分析儀校準

-1s快速響應(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），質子交換膜（PEM）電解以及固體氧化物（SOEC）電解三種技術路線。電解水制氫裝置的安 全操作至關重要，因為氫氣是一種高度可燃的氣體，其爆炸極限范圍在4%至75%之間。這意味著，當氫氣濃度低于4%或高于75%時，氫氣和氧氣混合氣體不會發(fā)生自燃或爆炸反應。然而，在實際應用中，必須嚴格控制氫氣的濃度，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原理和電化學原理，這兩種原理的分析儀都在電解水制取氫氣過程廣泛應用。德國Messkonzept GmbH公司FTC320E防爆區(qū)域X氧中氫分析儀耐壓高達20bar，氫氣測量范圍0–2 vol.%（根據(jù)要求的其他范圍）。電解水產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行預處理。例如對氧氣進行降溫、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氫氣分析儀進行測量。

德國Messkonzept GmbH公司FTC320EX氧中氫分析儀主要優(yōu)點：
1、響應時間很快，大約1秒（T90,@1L/min）,氫氣流量小時，電化學原理的分析儀，響應時間太慢，根本無法進行低流量氣體測量。
2、精度高，長期穩(wěn)定性好，不需要頻繁標定分析儀。電化學原理的分析儀，需要頻繁標定，甚至每天都需要通標氣進行標定。
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用配置參數(shù)：

氫分析儀，防爆型，含原廠校準證書

量程：0-2%Vol. H2 in O2

線性：1%FS；

重復性：1%FS

流量影響：25ppm/ 0.1L/min.出廠標定流量：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響應時間：1秒（@1L/分鐘）

供電：24VDC；輸出：4-20mA和RS232輸出

分析儀內部防護處理：防冷凝水和灰塵顆粒防護，保護分析儀。

FTC320EX氧中氫分析儀在工廠采用非常干燥的標準氣體進行校準的，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行重新校準。分析儀校準的原則，在什么條件下測試，就需要在同樣條件下校準。我們建議分別進行校準。如果滿足以下標準之一，則檢查校準：
?氫氣分析儀投入使用后
?定期循環(huán)，取決于目標精度。為了找出校準之間的適當時間，我們建議從更頻繁地檢查校準開始。校準之間的時間范圍為：
–對于百分含量量程內的氫氣測量，需要間隔幾個月，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，
?當壓力、溫度或氣體流量的測量情況發(fā)生變化時

對于ppm級別低含量氧中氫氣校準時，要留意濕度對FTC320EX氫氣測量的交叉干擾。強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，達到100%指示所需的時間越長。FTC320EX在實驗室通入標準氣體后30分鐘以獲得高精度，此時氣路中沒有濕度進入，同時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氣體。當T90時間較長時，是由于氣體交換不完善造成的。這可能有很多原因。有些氣體粘附在內壁上，例如濕度非?！罢吵怼?，在進入氫氣分析儀之前，管道內表面和氣路中的其他元件需要一段時間達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偏移值的單點標定就足夠了。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。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FTC320EX測試低含量PPM級別氫氣濃度時，必須考慮濕度對氫氣測量的影響。當露點為5°C時，F(xiàn)TC320EX顯示約0.2 Vol.%H2（2000ppm）的值。當露點為30°C時，出現(xiàn)約0.7 Vol.%H2(7000ppm)的信號。所以FTC320EX測試樣氣時，需要帶濕度進行標定，盡可能地去除濕度的影響。

FTC320EX氧中氫分析儀校準要點總結：

1、當FCT150和FTC320EX測試低含量PPM級別氫氣濃度時，必須考慮濕度對氫氣測量的影響。所以FCT150和FTC320EX測試樣氣時，需要在現(xiàn)場帶濕度進行標定，盡可能地去除濕度的影響。
2、高精度測量氫氣時，流量及和濕度測量儀表要放置FTC320和FTC150后端，即排氣口。強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間，氫氣濃度越小，達到100%指示所需的時間越長。
有些氣體粘附在管道內壁上，例如濕度非常“粘稠”，在進入氫氣分析儀之前，管道內表面和氣路中的其他元件需要一段時間達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。
3、關于被測氣體干燥：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）。