电解制氢分析仪表
水电解制氢设备中的分析仪表（如氢中氧、氧中氢分析仪及露点仪），在水电解制氢过程中分析仪是保障安全与纯度的关键“哨兵”。它们实时监测氢气中的微量氧气和氧气中的微量氢气，防止混合气体达到爆炸极限。是保障生产安全、控制产品纯度的“生命线”。
关键注意事项可归结为三点：
安全防爆是前提 ，
精准测量是核心，
定期维护是保障。
任何疏忽都可能导致气体纯度下降，甚至引发爆炸风险。
一、分析仪表及其作用
在水电解制氢过程中，实时监测气体纯度至关重要，
1.1分析仪表分类
氢中氧分析仪
监测氢气产物中的微量氧气。
作用：防止氢气侧氧气浓度达到爆炸极限（4%-94%），确保氢气纯度（如燃料电池要求≥99.97%）。氧中氢分析仪
监测氧气产物中的微量氢气。
作用：防止氧气侧氢气浓度接近爆炸极限（4%-75%），防控“氧侧”安全风险。氢气露点仪
测量氢气中的水分含量（露点温度）。
作用：防止水分结冰堵塞管道、腐蚀金属设备，并确保氢气纯度符合标准（如露点≤-60℃）。
1.2电解制氢设备分析仪与主要原理
热导式 / 电化学法
核心作用
防爆预警， 纯度控制
水电解制氢虽能产出高纯度氢气（通常高于99.9%），但氢气和氧气在电解槽中若发生交叉渗透，极易形成爆炸性混合物。因此，在线实时监测氢中氧和氧中氢的含量，是工业制氢安全运行的“生命线”。1.3工作原理：如何“看见”微量气体
氧分仪和氢分仪的核心任务是精确测量混合气体中极低浓度的特定组分。根据测量原理和应用场景，主要分为两类：
A热导式原理 (TCD)
通过测量气体导热能力的差异来确定其浓度。氢气（H₂）的导热系数远高于氧气（O₂）等大多数气体。仪器内部的加热元件温度会因周围气体成分变化而改变，通过精确测量这一温度变化或维持温度恒定所需的功率，即可计算出氢气或氧气的浓度。此原理多用于测量较高浓度（如0-100% Vol.）或作为氧中氢分析的主要方法。
B电化学原理
利用特定气体在传感器内发生电化学反应产生的电流或电位变化来测量其浓度。例如，氢中氧分析仪常采用燃料电池式传感器，氧气在阴极被还原，产生的电流与氧浓度成正比。这种方法对微量气体（ppm级）灵敏度高，是国标（GB/T 6285）认定的仲裁方法。1.4选型与应用注意事项
选择合适的分析仪并正确使用，是确保其长期稳定、准确运行的关键。以下是基于行业实践的核心要点 ：
量程匹配
响应时间
PEM制氢需<1秒
校准周期
5-6个月验证零点
设计寿命
8-10年
1.6系统集成与安全规范
分析仪并非独立工作，它需要集成到完整的制氢设备气路与控制系统中，并遵循严格的安全规范。
二、安装与操作注意事项
仪表的正确安装与规范操作是确保其长期稳定、准确运行的基础。
2.1. 气路与密封
氢中氧、氧中氢分析仪的气路应选用化学惰性的不锈钢管，聚四氟乙烯（PTFE）软管，避免杂质干扰。露点仪建议采用内壁抛光的不锈钢管，减少水分吸附。所有气路连接必须保证高度气密性，防止空气渗入导致测量偏差或安全隐患。分析仪信号应接入控制系统，实现超标报警与设备联锁停机。
2.2. 预处理与防爆
气体在进入分析仪前，需经过预处理系统（如烧结金属或活性炭过滤器），以去除油污、粉尘等杂质，保护传感器。电解产生的气体湿度极大，必须配置稳压器，高效的气液分离、干燥和过滤预处理系统。对于碱性电解，还需特别去除碱液气溶胶，否则会严重损坏传感器。
2.3防爆认证
由于氢气易燃易爆，所有仪表必须具备防爆认证（如Ex d IIC T6 Gb），信号线使用屏蔽线，供电系统加装安全隔离栅。
防爆认证
由于氢气易燃易爆（爆炸极限4%-75%），安装在危险区域的分析仪必须具备相应的防爆等级认证（如Ex d IIC T6 Gb）。
日常维护
定期检查气路密封性，按说明书周期验证仪器零点和量程。保持设备周围通风良好，严禁烟火。若接触电解液（如KOH），需立即用醋精或清水冲洗。
气体分析仪选择时需综合考量测量范围、响应速度、环境适应性及全生命周期成本。
3. 环境与操作
仪表应安装在通风良好、清洁干燥的室内环境，避免高温、阳光直射或过于潮湿。操作前，务必阅读并理解说明书，穿戴好防护用具（如手套、护目镜）。严禁自行拆卸、更换传感器，尤其是含有腐蚀性电解液的传感器。
三、日常维护与校准要点
定期的维护与校准是保证仪表数据准确可靠的关键。
定期校准定期校准气体分析仪等关键仪表。氧中氢分析仪稳定性好的，可每5-6个月验证一次零点读数。确保测量数据的准确性，防止因漂移导致误报警或安全隐患。传感器保养关注传感器状态，出现不稳定、灵敏度异常或高噪声时，尝试校正或联系厂家。延长传感器寿命，保证响应速度和测量精度。系统清洁每次使用后清洁仪器外部，定期清洗气路过滤器。防止杂质积累，避免气路堵塞或污染传感器。记录与检查记录检测气体信息及仪表运行状态。定期检查电源线、接线及仪表性能。便于追溯与分析，及时发现潜在故障。
四、关联系统运行监控
分析仪表的读数与整个制氢系统的运行状态紧密相关，需结合以下参数综合判断：
电压与电流
每周检查电解槽极间电压，正常应在1.8-2.4V之间，且分布平衡。电压异常可能预示电极腐蚀、隔膜堵塞或电解液循环问题。
温度与压力
控制电解液温度在70-85℃（碱水电解）的适宜范围。温度过高加剧腐蚀，过低则增加电耗。必须保持氢、氧两侧压力平衡，压差超过1.5kPa就可能导致气体相互渗透。
气体纯度与液位
每2-4小时手动分析一次氢气（>99.5%）和氧气（>99.0%）纯度。经常检查分离器液位，液位不平衡可能指示管路堵塞或循环故障。
五、安全应急与未来发展
安全是底线。必须确保所有安全装置（限位开关、急停按钮）功能正常，并制定突发事件预案。一旦仪表报警显示气体纯度迅速下降、压差异常，应立即按规程紧急停车检查。
未来，分析仪表正朝着高精度、快速响应（如T90≤15秒）、多参数集成与智能诊断，以及更强的环境适应性和国产化方向发展，以匹配波动性可再生能源制氢的需求。
“分析仪表是制氢设备的眼睛和耳朵，它的每一次准确读数，都是对安全红线的一次确认。。“看不见”的微量气体，决定着“看得见”的产业安全。在通往绿氢时代的道路上，每一台精准可靠的分析仪，都是守护这条能源新动脉不可或缺的“安全阀”。