Novo sensor de hidrogênio subaquático revelado: monitoramento em tempo real de alta precisão para segurança industrial
Recentemente, a equipe de pesquisa da Hydrogen Sense Technology Co., Ltd. desenvolveu com sucesso um novo tipo de sensor de hidrogênio dissolvido subaquático e seu método de fabricação, superando os desafios técnicos dos sensores de hidrogênio tradicionais, que são propensos a danos e incapazes de operar de forma estável por longos períodos em meios fracamente condutores. Este sensor de hidrogênio subaquático ostenta vantagens como uma estrutura simples, alta sensibilidade e consumo de energia ultrabaixo, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações industriais, incluindo indústrias de energia, petroquímica e semicondutoras, fornecendo uma solução confiável para monitoramento em tempo real de hidrogênio dissolvido na água.
Patente de invenção: um sensor de hidrogênio dissolvido subaquático e seu método de preparação
Inovação Tecnológica: Revestimento Super-hidrofóbico + Estrutura de Ponte de Wheatstone
O design central do sensor de hidrogênio subaquático apresenta os seguintes destaques:
1. Substrato flexível de poliimida (PI) e design de chip sensível a hidrogênio duplo:
eu A tecnologia de colagem flip-chip é usada para integração elétrica, garantindo alta precisão e estabilidade.
eu Dois chips sensíveis ao hidrogênio formam uma estrutura de ponte de Wheatstone:
Um chip é exposto à água, o outro chip é selado em uma câmara fechada para compensação ambiental, melhorando significativamente a precisão da medição.
2. Tecnologia de revestimento super-hidrofóbico:
eu Um revestimento composto de partículas de nanoalumina e grafeno é aplicado à superfície do sensor:
Nano-Alumina: Fornece suporte mecânico e isolamento.
Grafeno: Aproveita suas propriedades super-hidrofóbicas para isolar efetivamente a água, permitindo que as moléculas de hidrogênio passem livremente, garantindo que o sensor de hidrogênio subaquático possa funcionar de forma confiável em ambientes extremos. Dados de laboratório mostram que o sensor de hidrogênio subaquático pode monitorar continuamente a concentração de hidrogênio dissolvido na água (2ppm~20000ppm) com excelente repetibilidade e estabilidade.
Quebrando os pontos problemáticos da indústria: sem necessidade de aquecimento, baixo consumo de energia, monitoramento em tempo real
Os sensores de hidrogênio tradicionais dependem de elementos de aquecimento para manter a temperatura operacional, o que não só consome muita energia, mas também tende a falhar em meios fracamente condutores devido ao vazamento de corrente. Este novo produto elimina a necessidade de componentes de aquecimento e medição de temperatura por meio de seu design de ponte de Wheatstone, com uma corrente operacional tão baixa quanto 1 mA, reduzindo significativamente o consumo de energia e tornando-o adequado para implantação subaquática de longo prazo. Além disso, a tecnologia de colagem flip-chip e o encapsulamento de selante previnem efetivamente os riscos de curto-circuito causados por peças metálicas expostas, garantindo confiabilidade em condições de trabalho complexas.
Amplas perspectivas de aplicação, impulsionando atualizações inteligentes industriais
O sensor de hidrogênio subaquático pode monitorar a concentração de hidrogênio dissolvido em meios como água de resfriamento de gerador e óleo de transformador em tempo real, prevenindo riscos de segurança como envelhecimento de equipamentos, curtos-circuitos e até explosões causadas pelo acúmulo de hidrogênio. Atualmente, a indústria depende muito de testes de laboratório offline, que consomem muito tempo e não conseguem fornecer rastreamento dinâmico de dados. O advento deste produto impulsionará a transição da indústria de "amostragem periódica" para "monitoramento em tempo real," dando suporte a atualizações inteligentes e focadas em segurança de áreas críticas como sistemas de energia e instalações petroquímicas.
A equipe de pesquisa declarou que essa tecnologia entrou na fase de industrialização, com esforços futuros focados na otimização do processo de revestimento e na expansão das aplicações do sensor em campos emergentes, como exploração marinha e energia de hidrogênio. Com o rápido desenvolvimento da indústria global de energia de hidrogênio, espera-se que essa conquista inovadora se torne um pilar tecnológico essencial para garantir a segurança industrial e operações eficientes.
