Cuáles son las mejores tecnologías para medir el oxígeno en medios con hidrógeno?

Por qué es necesario medir el oxígeno en hidrógeno?

La medición de oxígeno en entornos con hidrógeno plantea retos únicos. El hidrógeno, cuando se combina incluso con pequeñas cantidades de oxígeno, es altamente inflamable y puede ser explosivo. Dado que el aire contiene oxígeno, cualquier proceso con hidrógeno requiere mediciones precisas para garantizar la seguridad.

A lo largo de los años se han desarrollado varias tecnologías, cada una con sus propias ventajas y limitaciones. En este blog, profundizaremos en los métodos más destacados disponibles, ayudándole a comprender cuál podría ser el más adecuado para su aplicación específica.

Una visión general de las tecnologías de sensores de oxígeno y su idoneidad para la medición en hidrógeno

Sensores Electrquímicos

Originados a mediados del siglo XX y basados en los principios establecidos por Walter Nernst en 1897, los sensores electroquímicos han sido un método fiable para medir los niveles de oxígeno desde partes por billón (ppb) hasta concentraciones del 100%.

Los sensores Electrquímicos son fundamentalmente pilas de combustible consumibles y presentan las ventajas de un tamaño compacto, una gran precisión y una influencia mínima de otros gases.

Desventajas	Desventajas
Factor de forma pequeño	Sensor consumible
Medición precisa	Sensible a la temperatura
Influencia mínima del gas de fondo

Idoneidad para Aplicaciones de Hidrógeno

Para mediciones porcentuales, se pueden utilizar celdas electroquímicas estándar, pero para mediciones en ppm, recomendamos diseños de sensores de Hidrógeno para garantizar la mejor respuesta de medición.

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Transmisor de oxígeno compacto intrínsecamente seguro

Analizador de oxígeno de proceso para áreas peligrosas

Analizadores de oxígeno para Petroquímica

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Zirconia

La tecnología de medición de óxido de circonio permite una medición de la concentración de oxígeno altamente sensible y precisa con una respuesta de medición rápida. Para ello, los sensores se calientan a alta temperatura. Las diferentes técnicas de construcción del sensor de óxido de circonio determinan la necesidad de calentamiento del sensor. Debido a este calentamiento y a la temperatura de ignición relativamente baja, la tecnología de óxido de circonio NO es adecuada para su uso con ningún gas combustible, incluido el hidrógeno.

Idoneidad para Aplicaciones de Hidrógeno

NO es adecuada para la medición de oxígeno en NINGÚN gas combustible, incluido el hidrógeno.

Termo-Paramagnético

Utilizando las propiedades paramagnéticas conocidas del oxígeno, la técnica de medición del sensor termo-paramagnético ofrece una solución de detección robusta para aplicaciones de medición de porcentajes. Adecuado para aplicaciones en zonas seguras y peligrosas, como refinerías y plantas petroquímicas.

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Desventajas	Desventajas
Tecnología de medición robusta	Requiere que la calibración se realice en la composición del gas que se va a medir.
Rendimiento preciso, estable y repetible	Tiempo de respuesta de medición más bajo
Posibilidad de largos periodos de intervalo de verificación
Larga vida útil del sensor

Idoneidad para Aplicaciones de Hidrógeno

Adecuado para la medición de oxígeno en hidrógeno.

Una nota sobre la electrólisis del hidrógeno. La electrólisis de hidrógeno requiere muchas mediciones de seguridad, incluido el oxígeno en hidrógeno. Sin embargo, si se requieren mediciones de seguridad durante el proceso de puesta en marcha en el que se utiliza un gas de purga, como el nitrógeno, para inertizar el electrolizador, un sensor termo-paramagnético no dará una lectura de oxígeno hasta que el gas de fondo sea predominantemente hidrógeno, lo que puede hacer que esta tecnología sea menos adecuada.

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Paramagnético

El trabajo fundacional original sobre el paramagnetismo de los gases fue realizado por Pierre Curie a finales del siglo XIX. Los primeros analizadores de oxígeno paramagnéticos comerciales se introdujeron en la década de 1950 y, a medida que la tecnología ha ido evolucionando, la tecnología de medición también lo ha hecho desde entonces. En la actualidad, la tecnología de medición puede utilizarse en todo el rango de 0-100% de oxígeno y se considera una tecnología de medición precisa, repetible y de alto rendimiento.

Desventajas	Desventajas
Influencia mínima del gas de fondo	Requiere una muestra de gas limpia y seca
Rápido tiempo de respuesta de la medición	Sólo % del Rango de medición
Tecnología de medición que no se agota	Requiere verificación periódica
Medición precisa y fiable

Idoneidad para Aplicaciones de Hidrógeno

Una tecnología de medición que permite un buen rendimiento de la medición de oxígeno en mediciones de hidrógeno cuando la composición del gas cambia durante la purga. Debido a esta ausencia de interferencias por cambios en la composición del gas, las tecnologías de sensores paramagnéticos de oxígeno como nuestro XPM601 son ideales para mediciones de seguridad en electrólisis de hidrógeno.

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En Conclusión

En esta guía nos hemos centrado en algunas de las principales tecnologías para la medición de oxígeno y su idoneidad para la medición en presencia de hidrógeno. Existen otras tecnologías, como la fluorescencia óptica, los infrarrojos (IR) y los láseres de diodo sintonizables (TDL). Dado que el panorama de las tecnologías de medición de oxígeno sigue evolucionando, es esencial mantenerse informado sobre los últimos avances y comprender cómo se comparan con las soluciones existentes. Cada tecnología presenta sus propias ventajas e inconvenientes, lo que hace que el proceso de selección sea crítico en función de las necesidades específicas de su aplicación. Seguridad, Precisión y Fiabilidad deben ser los factores clave a la hora de determinar el método de medición de oxígeno más adecuado para su Medio Ambiente.

Para obtener más información sobre las tecnologías de medición de oxígeno o para hablar sobre qué tecnología podría ser la más adecuada para sus necesidades específicas, no dude en póngase en contacto con nosotros