气体质量流量传感器的主要特点及应用研究

随着时代的不断发展，科技和经济的发展以及人口的增长，人们对能源的需求越来越大。以煤和石油为代表的化石燃料仍然是主要的能源。然而，一方面，化石燃料的使用给地球带来了严重的环境污染。大量的CO2、SO2、NOX等污染物导致了温室效应和酸雨的产生。另一方面，由于化石燃料的不可再生性和有限的储量，日益增长的能源需求带来了严重的能源危机。

对可再生新能源的需求越来越迫切。随着科技的发展，太阳能、风能、生物质能、地热能和潮汐能都得到了发展。这些能源具有可再生、丰富和清洁的优点，受到国际设备的青睐。虽然可再生能源能有效解决环境污染问题，但其可再生能源具有间歇性、区域性、不易储存和运输等特点。因此，氢能以其清洁、无污染、高效、可储存和可运输的优势被认为是最理想的能源载体。目前，许多国家在开发氢能系统方面投入了大量的研究资金。下面简要介绍质量流量传感器在制氢设备中的应用。

过去也有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制备氢气的方法，但在实验中氧化亚铜在太阳光的作用下很容易被还原成金属。因此，制氢设备依靠先进的变压吸附原理来获得工业生产者的青睐。

制氢装置是利用先进的变压吸附原理，在一定压力下，利用吸附塔中吸附剂对不同气体的吸附能力，从氨分解混合气体中分离出高纯氢气的装置。

氢气发生器以液氨为原料，经液氨减压阀减压，在汽化器中汽化后进入分解炉，分解炉中装有活性镍催化剂，在800-850下分解。分解后的高温气体在换热器中与气态氨进行热交换，分解后的气体冷却，气态氨回收热量，加热分解后进入分解炉。同时，获得75%氢气和25%氨的混合物。混合气体通常需要进入气体净化(干燥)系统，以去除残留水分和其他杂质。有两个干燥器，一个用于吸收混合气体中的水和其他杂质，另一个用于解吸加热状态下(一般在300-350)的水和残余氮，从而达到再生和再利用的效果。

那么，我们在日常生活中用什么方法来测量氢气流量呢？

众所周知，在工业生产过程中，质量流量计是用来计算物料平衡、蓄热、经济核算等方面的，而不是用来计算体积的。这是因为在测量过程中经常需要将体积测量结果转换成质量流率，并且因为密度随着温度和压力的变化而变化，所以在测量流量体积时必须同时测量流体密度和压力，然后计算质量流率。测量氢气也不例外。

对于用于测量氢气的质量流量传感器，美国Siargo气体质量流量传感器-FS4001可用于广泛的应用，包括仪器(如气相色谱质谱)、泄漏检测、过程控制、气体流量测量和医疗应用。要求8 ~ 24伏直流电源提供模拟和/或数字用户界面。模拟输出在0.5至4.5 VDC范围内呈线性，对应于从0至满量程的流量。数字输出通过RS232传输。另一方面，FS4001质量流量传感器包装盒由化学惰性且热稳定的聚碳酸酯材料制成。使用斯尔戈专有的微机电系统流量传感器和封装技术，更高的压力水平为5巴(73磅/平方英寸)，受益于斯尔戈独特的微机电系统芯片结构、特殊的封装技术和坚固的传感器外壳，以实现适当的灵敏度。

气体质量流量传感器-FS4001的主要特性：

1)传感器灵敏度高，初始流量非常小。

2)传感器芯片采用t型

3)在单个芯片上实现多传感器集成，大大提高了传感器的量程比

4)传感器的零稳定性高。

5)全范围高稳定性

6)全尺寸高精度和出色的重复性

7)低功耗

8)低压损失

9)快速响应时间

气体质量流量传感器-FS4001框图：

功能框图如下图所示。微机电系统传感器芯片的传感器驱动电路供电，并发送与流量相关的电压转换器。微控制器处理英语字母表的第19个字母；

(放大、过滤等。)将电压转换成电流。交通信号通过模拟或模拟和数字格式(RS232)发送。