O uso do gás hidrogênio está se tornando cada vez mais popular. De fato, ele é considerado uma fonte de energia e é armazenado em diferentes sistemas. Entretanto, os sistemas em que esse gás é armazenado estão sob alta pressão. É por isso que o uso de transdutores de pressão de hidrogênio se tornou necessário. Esse dispositivo de monitoramento de pressão aumenta a segurança do sistema.
A pressão do gás hidrogênio pode chegar a 700 bar em alguns casos. Se não for monitorada, essa alta pressão pode causar falhas no sistema (tanque de armazenamento ou tubulação). Neste artigo, discutirei tudo sobre transdutores de pressão de hidrogênio e sua seleção.
Visão geral do transdutor de pressão de hidrogênio
Usar um transdutor sem pressão é como pedir para ter problemas. Em termos simples, você usa o sistema sem saber quanta pressão de gás há dentro dele. Quando a pressão excede o limite, você tem pouco tempo para reagir antes que ocorra um acidente.
Um transdutor de pressão de hidrogênio é um dispositivo de detecção que mede a pressão do hidrogênio em um sistema. O funcionamento desse dispositivo é o mesmo de todo transdutor de pressão. No entanto, sua funcionalidade limita-se apenas à verificação e ao monitoramento da pressão do gás hidrogênio. Ele pode ser usado em tanques de armazenamento e tubulações onde o hidrogênio é armazenado ou transportado.
Com esse dispositivo, você pode monitorar a pressão do hidrogênio. Se a pressão ficar muito alta ou muito baixa, você poderá agir de acordo para garantir a segurança do sistema. Está confuso sobre como esses dispositivos de medição de pressão funcionam em sistemas de hidrogênio? Esses sensores de pressão de hidrogênio vêm com um diafragma, como nos transdutores comuns.
Esse diafragma fino está presente no interior do sistema (tanque de armazenamento ou tubulação). Quando a pressão do gás no interior do sistema aumenta, isso causa um leve movimento do diafragma. Esse diafragma é conectado a um dispositivo de medição de pressão conhecido como strain gauge. Esse medidor também é conhecido como sensor piezoresistivo. Ele detecta o leve movimento do diafragma causado por uma mudança de pressão.
Assim, esses sensores piezoresistivos ajustam sua resistência elétrica, produzindo um sinal elétrico. Entretanto, esse sinal elétrico produzido pelo strain gauge é muito pequeno para ser interpretado. Os sensores de hidrogênio vêm com um amplificador integrado que amplifica esse sinal elétrico. Esse sinal é então enviado para o visor, onde é mostrado na tela. O interessante é que a tela mostra a leitura exata da pressão em vez de um sinal aleatório.
Como escolher um transdutor de pressão de hidrogênio?
Sei que escolher um dispositivo de medição de pressão de hidrogênio pode ser difícil. Por quê? Porque muitos fatores influenciam a seleção desses sensores. Vejamos alguns dos principais fatores que devem ser considerados na escolha de sensores de pressão de hidrogênio.
1- Compatibilidade de materiais
Primeiro, você deve escolher um transdutor de pressão com materiais compatíveis. A alta pressão do hidrogênio pode afetar a integridade dos transdutores. Materiais mais resistentes, como aço inoxidável ou Hastelloy, podem suportar a pressão severa com facilidade. Acima de tudo, esses materiais não se tornam frágeis sob a alta pressão do hidrogênio. Os dispositivos sensores de pressão de hidrogênio com materiais mais resistentes duram mais.
2- Compatibilidade de pressão
O gás hidrogênio pode exercer diferentes pressões em diferentes sistemas. A faixa de pressão pode variar de 300 a 800 bar. É essencial escolher o transdutor que seja realmente compatível com uma faixa de pressão específica. Alguns sensores de pressão são mais fracos e podem ser usados em sistemas com uma classificação de pressão de 300 bar. Usar esses sensores ou transdutores em um sistema com pressão nominal de 700 bar não é uma boa ideia.
3- Sensor de pressão em tempo real
Alguns transdutores de pressão de baixa qualidade têm desempenho inferior. Eles não mostram a pressão do sistema em tempo real. Em vez disso, medem a pressão e levam algum tempo para mostrar a leitura na tela. Recomendo escolher sensores de pressão de hidrogênio que forneçam leituras rápidas. Dessa forma, você saberá sobre a pressão em tempo real em um sistema. Isso é ainda mais crucial em sistemas em que uma pequena mudança de pressão pode comprometer a segurança.
4- Durabilidade e classificações à prova de explosão
O gás hidrogênio não é um dos gases mais seguros disponíveis e é altamente inflamável. Se exposto a uma faísca, esse gás pode causar uma explosão. Portanto, é obrigatório escolher transdutores à prova de explosão. Se o transdutor funcionar em condições adversas, ele será mais confiável e fornecerá uma leitura precisa. A escolha de um sensor de pressão de hidrogênio de baixa qualidade é uma má ideia e deve ser evitada em todos os casos.
5- Funcionalidade em condições de alta temperatura
O gás hidrogênio não só aumenta a pressão, mas também a temperatura em um sistema. Essa temperatura pode fazer com que o transdutor de pressão falhe. Portanto, recomendo enfaticamente o uso de sensores que resistam a temperaturas mais altas e funcionem com precisão. Em transdutores de baixa qualidade, um aumento de temperatura pode causar um mau funcionamento. Esse problema pode ser fatal se os transdutores de pressão estiverem sendo usados em sistemas de alta pressão.
Aplicações dos transdutores de pressão de hidrogênio
Esses sensores de pressão são comumente usados em aplicações que envolvem gás hidrogênio. Vamos discutir alguns dos casos de uso mais comuns desses transmissores de pressão de hidrogênio.
1- Veículos com célula de combustível de hidrogênio
Os veículos modernos vêm com células de combustível de hidrogênio. Nessas células, o gás hidrogênio reage com o oxigênio para produzir energia (eletricidade) para o funcionamento dos veículos. Nesses veículos, o gás hidrogênio é armazenado dentro do sistema e passa pelos dutos durante o uso. Os transmissores de pressão de hidrogênio são usados nessas células para monitorar a pressão. Lembre-se de que a pressão nessas células é alta, portanto, o uso dos sensores de monitoramento de pressão é crucial para uma operação tranquila.
2- Monitoramento dos tanques de armazenamento de hidrogênio
O gás hidrogênio é armazenado em grandes tanques. Esse gás armazenado é usado posteriormente em várias aplicações. A pressão do hidrogênio dentro desses tanques de armazenamento é monitorada por meio desses transdutores. Eles ajudam os operadores a saber se a pressão é constante ou flutuante. Caso a pressão diminua, a equipe verifica se há algum vazamento de gás hidrogênio dos tanques. Em resumo, o uso desses sensores torna o armazenamento de hidrogênio seguro.
3- Sistema de controle do compressor
O gás hidrogênio passa por compressão antes de ser armazenado em tanques de armazenamento. Nesse processo, são usados compressores pesados. Esses compressores dependem dos transdutores de pressão para obter o desempenho ideal. Eles verificam a pressão do gás usando esses sensores durante a compressão. Se a pressão exceder o limite, os compressores param automaticamente a compressão. Isso faz com que os compressores trabalhem com mais eficiência.
4- Transporte por dutos de hidrogênio
O gás hidrogênio é transportado por meio de tubulações dedicadas. A pressão dentro dos tubos deve ser mantida para garantir um fluxo suave. Se a pressão cair dentro do tubo, isso indica possíveis problemas de vazamento nesses dutos. Os sensores de pressão de hidrogênio são usados nessas tubulações para garantir o transporte suave do gás. Os operadores respondem rapidamente quando percebem um rápido aumento ou diminuição na pressão da tubulação.
5- Sistemas de detecção de vazamentos
O vazamento de gás hidrogênio em qualquer sistema pode ser desastroso. Certo? Isso se torna ainda mais crítico em um sistema que exige uma pressão precisa do gás hidrogênio. Portanto, o uso de transdutores de pressão ajuda a detectar esse tipo de vazamento nos sistemas de armazenamento ou nas linhas de suprimento. Esses transdutores fornecem pressão em tempo real dentro do sistema. Se a pressão cair rapidamente, o sistema e os operadores são alertados. Como resultado, os operadores podem tomar medidas e investigar possíveis pontos de vazamento. Dessa forma, o problema de vazamento pode ser resolvido rapidamente, resultando em um armazenamento mais seguro de gás hidrogênio.
Conclusão
Os transdutores de pressão de hidrogênio são altamente valiosos em uma ampla gama de sistemas. Não apenas em tanques de armazenamento, mas esses sensores também ajudam em tubulações de gás. No entanto, é preciso escolher o sensor de pressão de hidrogênio correto que atenda ao seu caso de uso específico. Neste artigo, você aprenderá sobre os principais fatores que o ajudarão a escolher os transdutores certos. Também discuti as aplicações típicas desses dispositivos de medição de hidrogênio.