Анализаторы водорода в газах

Принцип измерения анализаторов HY-OPTIMA основан на способности водорода растворяться в металлах переходной группы. Растворенный в таких металлах, как палладий (Pd) и никель (Ni), водород находится в атомарном состоянии. Малый размер атома водорода позволяет ему располагаться в полостях между узлами кристаллической решетки и быстро диффундировать с поверхности в объем металла. Тем самым, концентрация растворенного в металле водорода оказывается, в соответствии с законом Сивертса, напрямую связанной с его концентрацией в газовой фазе.

Электроны атомов водорода существенно влияют на зонную структуру металла, изменяя его электромагнитные свойства. Например, растворение водорода может приводить к появлению сверхпроводящих или ферромагнитных свойств, отсутствующих в чистом металле.

Одним из таких проявлений водорода, растворенного в сплаве Pd-Ni, является увеличение сопротивления сплава. Избыточное по сравнению с чистым металлом сопротивление пропорционально концентрации растворенного водорода и, в соответствии с законом Сивертса, квадратному корню концентрации водорода в газовой фазе. Измерение сопротивления сплава Pd-NI, помещенного в анализируемую газовую среду, дает возможность определять в ней концентрацию водорода в диапазоне от 0,5% до 100%. При уменьшении концентрации растворенного водорода чувствительность измерения сопротивления становится недостаточной. В этом случае измеряется емкость. Растворенный водород находится в металле в состоянии, близком к H+, и плотность зарядов пропорциональна его концентрации. Тем самым, измерение емкости можно связать с концентрацией водорода в газе в диапазоне от единиц ppm до 0,5 %. Оба принципа измерения объединены в анализаторах HY-OPTIMA в одном компактном устройстве.