目前，在工業(yè)控制領(lǐng)域，利用氫氣傳感器來(lái)監(jiān)控氫氣濃度的歷史由來(lái)已久。作為一種清潔能源，氫氣傳感器還被廣泛用于汽車行業(yè)，特別是氫燃料電池汽車中，在該領(lǐng)域，曾經(jīng)發(fā)生的多起加氫站爆炸事故，也引起了人們對(duì)于氫能源汽車在安全監(jiān)測(cè)方面的關(guān)注。

氫氣傳感器是一種可通過(guò)轉(zhuǎn)換氫氣濃度測(cè)得可用電信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置，這一應(yīng)用的關(guān)鍵在于，氫氣的監(jiān)測(cè)必須以不發(fā)生爆炸作為前提和保證。畢竟，低于可燃范圍的氫濃度測(cè)量，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)管和安全非常重要。

氫能源相關(guān)科技應(yīng)用，資料圖

在工業(yè)控制領(lǐng)域，利用氫氣傳感器來(lái)監(jiān)控氫氣濃度，如化石燃料或火箭燃料的處理、氨和甲醇的合成過(guò)程等。在核反應(yīng)堆、發(fā)電行業(yè)和通訊行業(yè)，氫泄漏預(yù)警監(jiān)測(cè)，也必不可少。這些應(yīng)用的關(guān)鍵同樣在于，必須將氫氣濃度控制在設(shè)定的最低可燃濃度值以下。

這是因?yàn)?，相?duì)于早期的傳感器，氫氣傳感器有很多優(yōu)點(diǎn)，包括低成本、便攜性、響應(yīng)速度快、集成度高等等。氫氣傳感器的檢測(cè)方法主要基于電氣特征（如電阻、導(dǎo)電性、電壓等）、溫度、傳感器活性元素的光學(xué)和機(jī)械性質(zhì)中的變化。而氫氣傳感器，正是一種可將這些變化，轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀唤邮盏碾娦盘?hào)的理想轉(zhuǎn)換裝置。

三達(dá)特電化學(xué)氫氣傳感器，資料圖

例如，典型的電化學(xué)氫氣傳感器的檢測(cè)原理，便是當(dāng)被測(cè)氫氣通過(guò)擴(kuò)散柵欄進(jìn)入傳感器，并在感應(yīng)電極表面處發(fā)生氧化反應(yīng)，與此同時(shí)，負(fù)電極發(fā)生還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生內(nèi)部電流。將傳感器與外部電路接通，因電流大小與被測(cè)氫氣濃度有關(guān)，因此，可通過(guò)電流大小來(lái)測(cè)量氣體的濃度。

除上述工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用外，作為一種清潔能源，氫氣低密度、高燃燒溫度、無(wú)毒性、可燃范圍廣，目前還被廣泛用于汽車行業(yè)，特別是氫燃料電池汽車中。由于氫氣無(wú)色無(wú)味，人體無(wú)法察覺，因此，在使用過(guò)程中，利用氫氣傳感器對(duì)空氣中的氫氣濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，十分必要。而且，還必須要求氫氣傳感器具備響應(yīng)速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。

在汽車領(lǐng)域，一種新能源的推廣和應(yīng)用，其安全性應(yīng)該是首先被關(guān)注的。對(duì)此，目前，氫燃料電池汽車的氫氣傳感器均選用防爆型，而不用觸點(diǎn)式傳感器。這是因?yàn)?，觸點(diǎn)式傳感器在氫氣含量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，通過(guò)觸點(diǎn)的動(dòng)作輸出信號(hào)，易產(chǎn)生觸點(diǎn)火花而引發(fā)爆炸事故。

未來(lái)，隨著氫能源汽車的推廣與應(yīng)用，像上述這類爆炸事故，應(yīng)嘗試從技術(shù)層面予以杜絕。比如，目前，在一些車載氫氣安全監(jiān)控系統(tǒng)中，除了氫氣傳感器外，還加入更多的傳感器監(jiān)測(cè)手段。如加裝氫系統(tǒng)壓力傳感器，可用于判斷氣瓶中剩余氫氣量，保證車輛正常行駛。當(dāng)壓力低于某值時(shí)，提示駕駛員加注氫氣；加裝溫度傳感器，可在氣體溫度突然急劇上升時(shí)，及時(shí)感應(yīng)到氣瓶周圍可能有火警發(fā)生等。