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氢纯度分析仪的种类

其分类主要依据不同的测量原理。不同的原理决定了仪器的精度、适用量程、抗干扰能力、价格和主要应用场景。

一、 热导式检测器（TCD）

 工作原理： 利用氢气具有极高的热导率（大约是普通空气或氮气的7倍）这一物理特性。仪器内部有一个热导池，装有加热的热敏元件（如铂丝）。当气体流过时，氢气含量越高，带走的热量就越多，导致热敏元件的电阻值发生显著变化。通过测量这个电阻变化，就能精确计算出氢气的浓度。

优点： 结构简单、性能稳定、价格低廉。

    测量范围宽，可实现0%~100% H2的测量。

    操作维护相对简单。

缺点： 测量结果受背景气体组成影响。如果背景气体的热导率与校准用的气体（如空气或氮气）差异很大，会产生测量误差。例如，测量H2 in CO2和H2 in CH4，即使氢气浓度相同，读数也会不同。

    精度相对于更高端的仪器略低。

主要应用： 氢冷发电机、氯碱工业、合成氨的循环气、一般工业过程的氢气纯度监测。适用于对精度要求不是极端苛刻，但要求稳定可靠的场合。

用途： 在炼油厂，加氢精制、加氢裂化等工艺需要消耗大量氢气来脱除硫化物、改善油品质量。

二、 气相色谱仪（GC）

工作原理： 利用色谱柱对混合气体中的各组分进行分离，然后使用检测器（通常是TCD）对分离后的氢气进行定量分析。

优点：精度极高，特异性强。 不仅能给出氢气纯度，还能同时分析氢气中的各种杂质气体（如O2, N2, CO, CO2, CH4等）的含量。

几乎不受背景气体干扰。

缺点：价格昂贵，系统复杂。

操作和维护需要专业知识。

主要应用： 氢燃料质量检测（严格符合ISO 14687等标准）、实验室精确分析、石化行业对杂质有严格要求的场合、作为标准仪器校准其他在线分析仪。

三、 热式质量流量计

这种方法直接测量氢气的质量流量，从而间接推算纯度，常用于需要同时知道流量和纯度的场合。

工作原理： 通常有两个传感器：一个热式质量流量传感器测量混合气体的总质量流量，另一个TCD传感器测量氢气浓度。然后通过计算得到氢气的质量流量。

优点：能同时提供纯度和流量两个参数。

    集成度高

缺点：纯度测量的核心仍然是TCD原理，因此同样受背景气体影响。

用途： 大型发电机组通常使用氢气作为冷却介质，因为它导热性好、密度低。需要持续监测发电机内氢气的纯度。

重要性： 纯度下降（通常是因为空气漏入）会显著降低冷却效率，导致发电机绕组过热，同时增加爆炸风险。分析仪能及时检测到纯度变化，提醒运行人员补排氢或查找泄漏点。

精度通常低于专用的TCD分析仪。 

主要应用： 加氢站（用于贸易交接，需要同时知道加注量和纯度）、氢气管网的计量和调度。

四、 其他特殊原理

1.催化燃烧式传感器：

原理： 测量氢气在催化元件上燃烧产生的热量变化。主要用于检测低浓度氢气泄漏（0-100% LEL，即0-4% vol），不适用于高纯度测量。

应用： 安全报警器，而非纯度分析仪。

2.电化学传感器：

原理： 利用氢气在电极上发生电化学反应产生的电流来测量浓度。同样主要用于低浓度检测。

应用： 便携式泄漏检测仪。

3.声速传感器：

原理： 利用氢气声速远高于其他常见气体的特性，通过测量气体中的声速来推算氢气浓度。

优点： 响应快，不易中毒。

应用： 在某些特定领域有应用，但不如TCD普及。

对于绝大多数工业过程监控（如发电机、化工厂），热导式（TCD） 分析仪是性价比最高、最实用的选择。 对于需要法定计量、贸易交接或对杂质有严格规定的场景（如加氢站、燃料电池），气相色谱（GC）

GPL-5300便携式常量氢分仪 （北京盛久隆科技有限公司）

型号和量程

GPL-5300: 0-0.5/1/2/5% H2

GPL-5500在线常量氢分仪 （北京盛久隆科技有限公司）

型号和量程：

GPL-5500-LO：0-0.5/1/2/5% H2

GPL-5500-L： 0-1/2/5/10% H2

GPL-5500-M： 0-2/5/10/25% H2

GPL-5500-H： 0-5/25/50/100% H2

GPL-5500-MO：0-50/80/90-100% H2