L'uso dell'idrogeno gassoso sta diventando sempre più popolare. Infatti, è considerato una fonte di energia e viene immagazzinato in diversi sistemi. Tuttavia, i sistemi in cui questo gas viene immagazzinato sono ad alta pressione. Ecco perché è diventato necessario l'uso di trasduttori di pressione per l'idrogeno. Questo dispositivo di monitoraggio della pressione aumenta la sicurezza del sistema.
La pressione dell'idrogeno gassoso può raggiungere in alcuni casi i 700 bar. Se non viene monitorata, una pressione così elevata può causare il malfunzionamento del sistema (serbatoio di stoccaggio o conduttura). In questo articolo, tratterò di tutto ciò che riguarda trasduttori di pressione a idrogeno e la loro selezione.
Panoramica del trasduttore di pressione dell'idrogeno
L'uso di un trasduttore senza pressione è come se cercasse guai. In parole povere, si utilizza il sistema senza conoscere la pressione del gas al suo interno. Quando la pressione supera il limite, si ha poco tempo per reagire prima che si verifichi un incidente.
Il trasduttore di pressione dell'idrogeno è un dispositivo di rilevamento che misura la pressione dell'idrogeno in un sistema. Il funzionamento di questo dispositivo è lo stesso di tutti i trasduttori di pressione. Tuttavia, la sua funzionalità è limitata al controllo e al monitoraggio della pressione dell'idrogeno gassoso. Può essere utilizzato nei serbatoi di stoccaggio e nelle condutture in cui l'idrogeno viene immagazzinato o trasportato.
Con questo dispositivo è possibile monitorare la pressione dell'idrogeno. Se la pressione diventa troppo alta o troppo bassa, si può agire di conseguenza per garantire la sicurezza del sistema. Siete confusi su come funzionano questi dispositivi di misurazione della pressione nei sistemi a idrogeno? Questi sensori di pressione per idrogeno sono dotati di un diaframma, come nei normali trasduttori.
Questo sottile diaframma è presente all'interno del sistema (serbatoio di stoccaggio o tubazione). Quando la pressione del gas all'interno del sistema aumenta, il diaframma si muove leggermente. Questo diaframma è collegato a un dispositivo di misurazione della pressione noto come estensimetro. Questo misuratore è noto anche come sensore piezoresistivo. Rileva il leggero movimento del diaframma causato da una variazione di pressione.
Pertanto, questi sensori piezoresistivi regolano la loro resistenza elettrica, producendo un segnale elettrico. Tuttavia, il segnale elettrico prodotto dall'estensimetro è troppo piccolo per essere interpretato. I sensori a idrogeno sono dotati di un amplificatore integrato che amplifica il segnale elettrico. Il segnale viene quindi inviato al display, dove viene visualizzato sullo schermo. È interessante notare che lo schermo mostra l'esatta lettura della pressione invece di un segnale casuale.
Come scegliere un trasduttore di pressione per l'idrogeno?
So che la scelta di un dispositivo di misurazione della pressione dell'idrogeno può essere difficile. Perché? Perché molti fattori influenzano la scelta di questi sensori. Vediamo alcuni fattori chiave da considerare nella scelta dei sensori di pressione dell'idrogeno.
1- Compatibilità dei materiali
Innanzitutto, è necessario scegliere un trasduttore di pressione con materiali compatibili. L'alta pressione dell'idrogeno può compromettere l'integrità dei trasduttori. I materiali più resistenti, come l'acciaio inossidabile o l'Hastelloy, possono sopportare senza problemi la forte pressione. Soprattutto, questi materiali non diventano fragili sotto l'alta pressione dell'idrogeno. I dispositivi per sensori di pressione a idrogeno con materiali più resistenti durano più a lungo.
2- Compatibilità con la pressione
L'idrogeno gassoso può esercitare pressioni diverse in sistemi diversi. L'intervallo di pressione può variare da 300 a 800 bar. È essenziale scegliere il trasduttore che sia effettivamente compatibile con uno specifico intervallo di pressione. Alcuni sensori di pressione sono più deboli e possono essere utilizzati in sistemi con pressione nominale di 300 bar. L'utilizzo di tali sensori o trasduttori in un sistema con pressione nominale di 700 bar non è una buona idea.
3- Rilevamento della pressione in tempo reale
Alcuni trasduttori di pressione di bassa qualità hanno prestazioni inferiori. Non mostrano la pressione del sistema in tempo reale. Misurano invece la pressione e impiegano del tempo per mostrare la lettura sullo schermo. Consiglio di scegliere sensori di pressione a idrogeno che forniscono letture rapide. In questo modo, sarà possibile conoscere la pressione in tempo reale in un sistema. Questo è ancora più importante nei sistemi in cui una leggera variazione di pressione può compromettere la sicurezza.
4- Durata e caratteristiche antideflagranti
L'idrogeno gassoso non è uno dei gas più sicuri in circolazione ed è altamente infiammabile. Se esposto a una scintilla, questo gas può causare un'esplosione. Pertanto, è obbligatorio scegliere trasduttori antideflagranti. Se il trasduttore funziona in condizioni difficili, è più affidabile e fornisce una lettura accurata. La scelta di un sensore di pressione per idrogeno di bassa qualità è una cattiva idea e deve essere evitata in ogni caso.
5- Funzionalità in condizioni di alta temperatura
L'idrogeno gassoso non solo aumenta la pressione, ma anche la temperatura del sistema. Questa temperatura può causare il malfunzionamento del trasduttore di pressione. Pertanto, consiglio vivamente di utilizzare sensori in grado di resistere a temperature più elevate e di funzionare con precisione. Nei trasduttori di bassa qualità, un aumento della temperatura può causare un malfunzionamento. Questo problema può essere fatale se i trasduttori di pressione vengono utilizzati in sistemi ad alta pressione.
Applicazioni dei trasduttori di pressione a idrogeno
Questi sensori di pressione sono comunemente utilizzati in applicazioni che coinvolgono l'idrogeno gassoso. Analizziamo alcuni dei casi d'uso più comuni di questi trasmettitori di pressione per idrogeno.
1- Veicoli a celle a combustibile a idrogeno
I veicoli moderni sono dotati di celle a combustibile a idrogeno. In queste celle, l'idrogeno gassoso reagisce con l'ossigeno per produrre energia (elettricità) per il funzionamento dei veicoli. In questi veicoli, l'idrogeno gassoso viene immagazzinato all'interno del sistema e scorre attraverso le tubazioni durante l'uso. I trasmettitori di pressione dell'idrogeno sono utilizzati in queste celle per monitorare la pressione. Ricordiamo che la pressione in queste celle è elevata, quindi l'uso dei sensori di monitoraggio della pressione è fondamentale per un funzionamento regolare.
2- Monitoraggio dei serbatoi di idrogeno
L'idrogeno gassoso viene immagazzinato in grandi serbatoi. Questo gas immagazzinato viene poi utilizzato per varie applicazioni. La pressione dell'idrogeno all'interno di questi serbatoi viene monitorata con questi trasduttori. Essi aiutano gli operatori a sapere se la pressione è costante o fluttuante. In caso di diminuzione della pressione, il team controlla che non vi siano perdite di idrogeno dai serbatoi. In poche parole, l'uso di questi sensori rende sicuro lo stoccaggio dell'idrogeno.
3- Sistema di controllo del compressore
L'idrogeno gassoso viene compresso prima di poter essere stoccato nei serbatoi. In questo processo vengono utilizzati compressori per impieghi gravosi. Per ottenere prestazioni ottimali, questi compressori si affidano ai trasduttori di pressione. Essi controllano la pressione del gas utilizzando questi sensori durante la compressione. Se la pressione supera il limite, i compressori interrompono automaticamente la compressione. In questo modo i compressori lavorano in modo più efficiente.
4- Trasporto in oleodotto dell'idrogeno
L'idrogeno gassoso viene trasportato attraverso tubazioni dedicate. La pressione all'interno dei tubi deve essere mantenuta per garantire un flusso regolare. Se la pressione cala all'interno del tubo, ciò indica potenziali problemi di perdita in queste condutture. I sensori di pressione per l'idrogeno sono utilizzati in queste condutture per garantire un trasporto regolare del gas. Gli operatori reagiscono rapidamente quando notano un rapido aumento o una diminuzione della pressione nelle condutture.
5- Sistemi di rilevamento delle perdite
Le perdite di idrogeno gassoso in qualsiasi sistema possono essere disastrose. Giusto? Ciò diventa ancora più critico in un sistema che richiede una pressione precisa dell'idrogeno gassoso. Per questo motivo, l'uso di trasduttori di pressione aiuta a rilevare tali perdite nei sistemi di stoccaggio o nelle linee di alimentazione. Questi trasduttori forniscono in tempo reale la pressione all'interno del sistema. Se la pressione scende rapidamente, il sistema e gli operatori vengono avvisati. Di conseguenza, gli operatori possono prendere provvedimenti e indagare sui potenziali punti di perdita. In questo modo, il problema delle perdite può essere affrontato rapidamente, rendendo più sicuro lo stoccaggio dell'idrogeno gassoso.
Conclusione
I trasduttori di pressione per l'idrogeno sono molto utili in un'ampia gamma di sistemi. Non solo nei serbatoi di stoccaggio, questi sensori sono utili anche nei gasdotti. Tuttavia, è necessario scegliere il giusto sensore di pressione dell'idrogeno che soddisfi il vostro caso d'uso specifico. In questo articolo, scoprirete i fattori chiave che vi aiuteranno a scegliere i trasduttori giusti. Ho anche discusso le applicazioni tipiche di questi dispositivi di misurazione dell'idrogeno.