СБОРКА И ГРАДУИРОВКА ДВУХ ТЕРМОКОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ АНАЛИЗА КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДОРОДА В СМЕСИ С ВОЗДУХОМ
Автор: Артём Евгеньевич Ельянов
Соавторы: Володин В.В, Денцель Н.К.
Организация: ОИВТ РАН
В лабораторных исследованиях смешения газов и для контроля атмосферы на промышленных и энергетических объектах часто требуется быстрое детектирование возникающих газовых потоков и определение их состава. Мотивацией к данной работе послужили результаты исследований, представленных в работе [1]. Распространение фронта пламени от эксперимента к эксперименту при одинаковых начальных условиях может разниться до 15%. В этом ключе важно знать концентрацию и гомогенность смеси. В обзоре [2] обобщены исследования термокондуктометрических датчиков на основе линейных наноструктур и представлены пределы измерения, обычно до 1000 ppm, и времена отклика в единицы секунд.
В работе предложена схема включения двух кондуктометрических датчиков (рисунок 1) для одновременного измерения скорости и концентрации водорода в потоке.
Рисунок 1. Схема сборки из двух датчиков: 1 – датчики IST FS7, 2 – проницаемые колпачок, 3 – корпус сборки
Были подготовлены три независимых градуировочных стенда. Проведены градуировочные эксперименты в диапазоне концентраций водорода от 0 до 100 об.% и скоростей от 0 до 1.84 м/с, а также проведены эксперименты по определению влияния давления газа от 0.1 до 6 атм (абсолютных) на величину сигнала. Построены эмпирические зависимости скорости потока и концентрации водорода при известном давлении. В качестве результата показано, что сборки из термокондуктометрических датчиков могут быть использованы для обнаружения выбросов водорода.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда, грант №. 23-29-00267.
1. Elyanov A.E., Gavrikov A.I., Golub, V.V., Mikushkin A.Y., Volodin, V.V. Propagation dynamics uncertainty analysis of a premixed laminar unstable hydrogen-air flame //Process Safety and Environmental Protection. 2022. Т. 164. С. 50-56.
2. Sangchap M., Hashtroudi H., Thathsara T., et al. Exploring the promise of one-dimensional nanostructures: A review of hydrogen gas sensors // International Journal of Hydrogen Energy. 2024. Vol. 50 A. P. 1443–1457.
