Die Verwendung von Wasserstoffgas wird immer beliebter. Es gilt als Energiequelle und wird in verschiedenen Systemen gespeichert. Allerdings stehen die Systeme, in denen dieses Gas gespeichert wird, unter hohem Druck. Aus diesem Grund ist der Einsatz von Wasserstoffdruckmessgeräten notwendig geworden. Dieses Drucküberwachungsgerät erhöht die Sicherheit des Systems.
Der Druck von Wasserstoffgas kann in manchen Fällen 700 bar erreichen. Wenn dieser hohe Druck nicht überwacht wird, kann das System (Lagertank oder Rohrleitung) versagen. In diesem Artikel erkläre ich alles über Wasserstoff-Druckmessumformer und deren Auswahl.
Übersicht über Wasserstoff-Druckmessumformer
Die Verwendung eines drucklosen Messwertgebers birgt die Gefahr von Problemen. Einfach ausgedrückt: Sie benutzen das System, ohne zu wissen, wie hoch der Gasdruck im System ist. Wenn der Druck den Grenzwert überschreitet, haben Sie nur wenig Zeit zu reagieren, bevor es zu einem Unfall kommt.
Ein Wasserstoffdruckwandler ist ein Messgerät, das den Wasserstoffdruck in einem System misst. Die Funktionsweise dieses Geräts ist dieselbe wie bei jedem Druckmessumformer. Seine Funktion ist jedoch auf die Kontrolle und Überwachung des Wasserstoffdrucks beschränkt. Er kann in Lagertanks und Rohrleitungen eingesetzt werden, in denen Wasserstoff gespeichert oder transportiert wird.
Mit diesem Gerät können Sie den Wasserstoffdruck überwachen. Wenn der Druck zu hoch oder zu niedrig wird, können Sie entsprechend handeln, um die Sicherheit des Systems zu gewährleisten. Sind Sie verwirrt darüber, wie diese Druckmessgeräte in Wasserstoffsystemen funktionieren? Diese Wasserstoff-Drucksensoren sind mit einer Membran ausgestattet, wie sie auch in normalen Druckmessgeräten verwendet wird.
Diese dünne Membrane befindet sich im Inneren des Systems (Lagertank oder Rohrleitung). Wenn der Gasdruck im System ansteigt, führt dies zu einer leichten Bewegung der Membrane. Diese Membrane ist mit einem Druckmessgerät verbunden, das als Dehnungsmessstreifen bezeichnet wird. Dieser Dehnungsmessstreifen wird auch als piezoresistiver Sensor bezeichnet. Er erkennt die leichte Bewegung der Membran, die durch eine Druckänderung verursacht wird.
Diese piezoresistiven Sensoren passen also ihren elektrischen Widerstand an und erzeugen ein elektrisches Signal. Dieses vom Dehnungsmessstreifen erzeugte elektrische Signal ist jedoch zu klein, um interpretiert werden zu können. Die Wasserstoffsensoren verfügen über einen eingebauten Verstärker, der dieses elektrische Signal verstärkt. Dieses Signal wird dann an das Display weitergeleitet, wo es auf dem Bildschirm angezeigt wird. Interessanterweise zeigt das Display den genauen Druckwert anstelle eines zufälligen Signals an.
Wie wählt man einen Wasserstoff-Druckmessumformer aus?
Ich weiß, dass die Wahl eines Wasserstoffdruckmessgeräts schwierig sein kann. Und warum? Das liegt daran, dass viele Faktoren die Auswahl dieser Sensoren beeinflussen. Sehen wir uns einige Schlüsselfaktoren an, die Sie bei der Auswahl von Wasserstoffdrucksensoren berücksichtigen müssen.
1- Materialverträglichkeit
Zunächst sollten Sie einen Druckwandler mit kompatiblen Materialien wählen. Der hohe Druck des Wasserstoffs kann die Integrität der Druckwandler beeinträchtigen. Stärkere Werkstoffe wie Edelstahl oder Hastelloy können dem hohen Druck problemlos standhalten. Vor allem werden diese Materialien unter hohem Wasserstoffdruck nicht spröde. Wasserstoff-Drucksensoren mit stärkeren Materialien halten länger.
2- Druckkompatibilität
Wasserstoffgas kann in verschiedenen Systemen unterschiedliche Drücke ausüben. Der Druckbereich kann von 300 bis 800 bar reichen. Es ist wichtig, einen Messwertaufnehmer zu wählen, der mit einem bestimmten Druckbereich kompatibel ist. Einige Drucksensoren sind schwächer und können in Systemen mit einem Nenndruck von 300 bar verwendet werden. Die Verwendung solcher Sensoren oder Messumformer in einem System mit 700 bar ist keine gute Idee.
3- Drucksensorik in Echtzeit
Einige minderwertige Druckmessumformer sind in ihrer Leistung eingeschränkt. Sie zeigen den Druck des Systems nicht in Echtzeit an. Stattdessen messen sie den Druck und brauchen Zeit, um den Messwert auf dem Bildschirm anzuzeigen. Ich empfehle, Wasserstoff-Drucksensoren zu wählen, die schnelle Messwerte liefern. Auf diese Weise wissen Sie über den Echtzeitdruck in einem System Bescheid. Dies ist umso wichtiger in Systemen, in denen eine geringfügige Druckänderung die Sicherheit gefährden kann.
4- Langlebigkeit und Explosionsschutz
Wasserstoffgas gehört nicht zu den sichersten Gasen auf dem Markt und ist hochentzündlich. Wenn es einem Funken ausgesetzt wird, kann dieses Gas eine Explosion verursachen. Daher ist es zwingend erforderlich, explosionsgeschützte Messwandler zu wählen. Wenn der Messwertaufnehmer unter rauen Bedingungen funktioniert, ist er zuverlässiger und liefert genaue Messwerte. Die Wahl eines minderwertigen Wasserstoff-Drucksensors ist eine schlechte Idee und sollte in jedem Fall vermieden werden.
5- Funktionsfähigkeit unter hohen Temperaturbedingungen
Wasserstoffgas erhöht nicht nur den Druck, sondern auch die Temperatur in einem System. Diese Temperatur kann dazu führen, dass der Druckmessumformer ausfällt. Ich empfehle daher dringend, Sensoren zu verwenden, die höheren Temperaturen standhalten und genau arbeiten. Bei minderwertigen Druckwandlern kann ein Temperaturanstieg eine Fehlfunktion verursachen. Dieses Problem kann fatal sein, wenn die Druckwandler in Hochdrucksystemen eingesetzt werden.
Anwendungen von Wasserstoffdruckwandlern
Diese Drucksensoren werden häufig bei Anwendungen mit Wasserstoffgas eingesetzt. Im Folgenden werden einige der häufigsten Anwendungsfälle für diese Wasserstoff-Druckmessumformer erörtert.
1- Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeuge
Moderne Fahrzeuge sind mit Wasserstoff-Brennstoffzellen ausgestattet. In diesen Zellen reagiert Wasserstoffgas mit Sauerstoff, um Energie (Strom) für den Betrieb von Fahrzeugen zu erzeugen. In diesen Fahrzeugen wird das Wasserstoffgas im System gespeichert und fließt während des Betriebs durch die Rohrleitungen. Die Wasserstoffdrucktransmitter werden in diesen Zellen zur Überwachung des Drucks eingesetzt. Denken Sie daran, dass der Druck in diesen Zellen hoch ist, so dass die Verwendung von Drucküberwachungssensoren für einen reibungslosen Betrieb entscheidend ist.
2- Überwachung von Wasserstofftanks
Wasserstoffgas wird in großen Tanks gespeichert. Dieses gespeicherte Gas wird später für verschiedene Anwendungen verwendet. Der Wasserstoffdruck in diesen Lagertanks wird mit diesen Messwertgebern überwacht. Mit ihrer Hilfe können die Betreiber feststellen, ob der Druck konstant ist oder schwankt. Im Falle eines Druckabfalls prüft das Team, ob Wasserstoffgas aus den Tanks austritt. Kurz gesagt, der Einsatz dieser Sensoren macht die Wasserstoffspeicherung sicher.
3- Kompressor-Steuerungssystem
Bevor das Wasserstoffgas in Lagertanks gespeichert werden kann, wird es verdichtet. Bei diesem Prozess werden Hochleistungs-Kompressoren eingesetzt. Diese Kompressoren sind für ihre optimale Leistung auf Drucksensoren angewiesen. Mit diesen Sensoren wird der Gasdruck während der Verdichtung überprüft. Überschreitet der Druck den Grenzwert, unterbrechen die Kompressoren automatisch den Verdichtungsvorgang. Auf diese Weise arbeiten die Kompressoren effizienter.
4- Wasserstofftransport in der Pipeline
Wasserstoffgas wird durch spezielle Rohrleitungen transportiert. Der Druck innerhalb der Rohre muss aufrechterhalten werden, um einen reibungslosen Fluss zu gewährleisten. Fällt der Druck in den Rohren ab, deutet dies auf mögliche Leckagen in diesen Leitungen hin. Die Wasserstoffdrucksensoren werden in diesen Pipelines eingesetzt, um einen reibungslosen Gastransport zu gewährleisten. Die Betreiber reagieren schnell, wenn sie einen schnellen Anstieg oder Abfall des Pipelinedrucks feststellen.
5- Leckage-Erkennungssysteme
Ein Wasserstoffgasleck in jedem System kann katastrophale Folgen haben. Oder? Noch kritischer wird es bei einem System, das einen präzisen Wasserstoffgasdruck erfordert. Der Einsatz von Druckwandlern hilft, solche Leckagen in Speichersystemen oder Versorgungsleitungen zu erkennen. Diese Messwandler liefern den Druck im System in Echtzeit. Fällt der Druck schnell ab, werden das System und die Betreiber gewarnt. Die Betreiber können daraufhin Maßnahmen ergreifen und potenzielle Leckstellen untersuchen. Auf diese Weise kann das Problem der Leckage schnell angegangen werden, was zu einer sichereren Wasserstoffspeicherung führt.
Schlussfolgerung
Wasserstoffdruckmessgeräte sind in einer Vielzahl von Systemen von großem Nutzen. Nicht nur in Lagertanks, sondern auch in Gaspipelines sind diese Sensoren hilfreich. Sie müssen jedoch den richtigen Wasserstoffdrucksensor für Ihren speziellen Anwendungsfall auswählen. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Schlüsselfaktoren, die Ihnen bei der Auswahl der richtigen Messwandler helfen. Außerdem gehe ich auf die typischen Anwendungen dieser Wasserstoffmessgeräte ein.