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Gold bremst Permeation

Drucktransmitter für Wasserstoffanwendungen

29.01.2024
von Redaktion VERFAHRENSTECHNIK
Drucksensoren wie die Serie 23SY-Ei-H2 haben eine vergoldete Membrane, die die H2-Diffusion auf ein Minimum reduziert.

Wasserstoff ist nicht nur Trendthema, sondern auch boomender Markt. Deshalb nutzen Besucher auf Messen die Gelegenheit, sich über die speziellen Drucksensoren von Keller für Wasserstoffanwendungen zu informieren. Von den Schweizern gibt es unter anderem vergoldete OEM-Drucksensoren und ATEX-zertifizierte Drucktransmitter.

Die isolierten piezoresistiven Drucksensoren von Keller werden nach der vom Firmengründer Hannes W. Keller erfundenen Art der Druckmessung gefertigt. Und somit natürlich auch die Drucksensoren für Wasserstoffanwendungen. Der große Vorteil des piezoresistiven Messprinzips ist seine hohe Stabilität. Der Chip, der den Druck misst, ist in einem mit Öl gefüllten Zylinder eingebaut und durch eine Stahlmembran abgedichtet. Dadurch wird die bestmögliche Isolierung erreicht.

Gilt als sehr stabil

Auch für Wasserstoffanwendungen gilt der piezoresistive Drucksensor als einer der stabilsten. Ohne zusätzliche Maßnahmen kann ein ölgefüllter Sensor jedoch auch einen Nachteil haben. Unter bestimmten Umständen können sich Wasserstoffmoleküle bei höheren Temperaturen in zwei Wasserstoffatome aufspalten. Diese Atome sind kleiner als die Poren der Stahlmembran. Dadurch können die Atome durch die Membran in die Ölkammer des Drucksensors eindringen. In der Ölkammer verschmelzen sie erneut zu einem Wasserstoffgasmolekül (H2), was durch die Ausdehnung zu Offsetfehlern führt. Als Offset bezeichnet man die Signalabweichung vom Zielwert. Schließlich muss berücksichtigt werden, dass das Medium Gas ist. Das beschriebene Phänomen wird Permeation genannt.

Gold ist die Lösung

Aus diesem Grund verwendet Keller vergoldete Stahlmembranen für Wasserstoff-Drucksensoren. Gold hat viel kleinere Poren als Edelstahl. Der Wasserstoff kann die Goldschicht kaum durchdringen. Diese Entschärfungsmaßnahme, zusammen mit vollständig verschweißten Sensoren ohne interne Dichtungen, ist eine Stärke des Herstellers auf dem Drucksensormarkt, auch für Wasserstoffanwendungen. Die typischen Druckbereiche für Anwendungen mit Wasserstoff liegen zwischen 0…2 bar und 0…1.000 bar. Darüber hinaus sind die Wasserstoffdrucksensoren mit dem EC79-Standard für Automobilanwendungen kompatibel.

Quelle: Keller Druckmesstechnik

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