Drucksensoren und -transmitter zur Messung von Wasserstoffdruck

Die neueste Generation der Drucksensoren und -transmitter von Micro Sensor ist speziell für die präzise Messung von Wasserstoffdruck entwickelt worden. Mit einer goldbeschichteten Membran ausgestattet bieten die Sensoren hohe Beständigkeit gegenüber Wasserstoffkorrosion.

Der Sensor-Chip piezoresistiver Drucktransmitter ist gewöhnlich von einer Stahlmembran umgeben. Auch für die Gehäuse der Messinstrumente wird für die meisten Anwendungen Edelstahl verwendet. Kommt es zu Wasserstoffkontakt, kann der Werkstoff spröde werden und reißen.

Wasserstoffversprödung tritt nicht nur bei Stahl, sondern auch anderen Metallen auf. Daher ist die Verwendung von Titan beispielsweise keine Alternative im Hinblick auf Wasserstoffanwendungen.

Wasserstoffversprödung bezeichnet einen Verlust von Duktilität im Material. Duktilität beschreibt die Eigenschaft von Materialien, sich unter Belastung plastisch zu verformen, bevor sie brechen. Stahl kann sich je nach Sorte um mehr als 25 % verformen. Materialien, die diese Fähigkeit nicht haben, nennt man brüchig.

Auch duktile Werkstoffe können brüchig, also spröde werden. Ist die Versprödung des Materials die Folge von Wasserstoffabsorption, spricht man von Wasserstoffversprödung.

Wasserstoffversprödung tritt auf, wenn atomarer Wasserstoff in den Werkstoff diffundiert. Die Voraussetzung für Wasserstoffversprödung ist in der Regel Wasserstoffkorrosion.

Wasserstoffkorrosion, auch Säurekorrosion, findet immer dann statt, wenn Sauerstoffmangel besteht und Metall in Kontakt mit Wasser kommt. Als Endprodukt der Redoxreaktion bleibt reiner Wasserstoff zurück, der das Metall oxidiert. Das Metall geht als Ionen in Lösung. Das Material wird dabei gleichmäßig abgetragen.

Der durch die Redoxreaktion freigewordene Wasserstoff diffundiert dank der geringen Atomgröße von nur etwa 0,1 nm in den Stahl ein. Direkt im Metallgitter des Werkstoffs besetzt der Wasserstoff als Atom Zwischengitterplätze. Gitterstörungen vergrößern dabei das Aufnahmevermögen. Es kommt zu einer chemischen Materialermüdung, die schließlich schon bei geringen Belastungen plötzlich Risse von innen nach außen entstehen lassen kann.

Aufgrund der sehr geringen Größe kann Wasserstoff nicht nur in das Material eindringen, er kann es auch gänzlich durchdringen. Es kann also nicht nur zu einer Versprödung des Werkstoffes kommen. Die Metallmembranen von piezoresistiven Drucksensoren sind sehr dünn – je dünner, desto empfindlicher und genauer arbeitet der Sensor. Diffundiert Wasserstoff in und durch die Membran (Permeation), kann er mit der den Sensor-Chip umgebenden Übertragungsflüssigkeit reagieren. In der Folge kommt es durch Wasserstoffanlagerungen zu Veränderungen der messtechnischen Eigenschaften der Messbrücke. Gleichzeitig kann es durch die Einlagerungen auch zu einer Druckerhöhung kommen, die in einer Wölbung bis hin zur völligen Zerstörung der Sensormembran resultiert.

Neben einer dickeren, dafür aber etwas ungenaueren, Membran kann dieser Prozess durch eine Goldlegierung stark verzögert und die Lebensdauer optimiert werden.

Die neueste Generation der Drucksensoren und -transmitter von Micro Sensor ist speziell für die präzise Messung von Wasserstoffdruck entwickelt worden. Durch die innovative Verwendung einer goldbeschichteten Membran bieten diese Sensoren herausragende Leistung und Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Wasserstoffanwendungen.

Die goldbeschichtete Membran dient als wirksame Barriere gegen Wasserstoffpermeation und verhindert somit unerwünschte Reaktionen mit dem Sensor-Chip und der Übertragungsflüssigkeit. Dadurch bleiben die messtechnischen Eigenschaften der Sensormembran stabil und unbeeinträchtigt. Gleichzeitig wird das Risiko einer Wasserstoffversprödung deutlich reduziert, was die Lebensdauer und die Betriebssicherheit des Drucksensors erheblich erhöht.

Die goldbeschichtete Membran ermöglicht eine präzise und wiederholbare Druckmessung im Wasserstoffumfeld, ohne dass Kompromisse bei der Empfindlichkeit und Genauigkeit eingegangen werden müssen. Diese Sensoren zeichnen sich durch ihre hohe Beständigkeit gegenüber Wasserstoffkorrosion aus und gewährleisten somit eine langfristige und zuverlässige Leistung, selbst unter anspruchsvollen Bedingungen.

Die Drucksensoren MPM280AU und -transmitter MPM480GH von Micro Sensor mit goldbeschichteter Membran sind optimal für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, darunter Wasserstofftankstellen, Brennstoffzellenfahrzeuge, Wasserstoffproduktion und -speicherung sowie in der Industrie, wo präzise Wasserstoffdruckmessungen von entscheidender Bedeutung sind.

Mit dieser fortschrittlichen Technologie bietet Micro Sensor eine innovative Lösung, um den Herausforderungen der Wasserstoffdruckmessung erfolgreich zu begegnen und gleichzeitig hohe Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die zuverlässigen goldbeschichteten Drucksensoren und -transmitter liefern präzise Messergebnisse in Wasserstoffumgebungen.

Micro Sensor bietet auch kundenspezifische Lösungen an. Für mehr Information und technische Beratung wenden Sie sich bitte an das Micro-Sensor-Team.

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