מימן הופך בהדרגה לחלק מעולם האנרגיה, התחבורה והתעשייה. מערכות לייצור מימן, Electrolyzers, מערכות אחסון, מדחסים, Fuel Cells ותחנות תדלוק כוללות כולן נקודות שבהן צריך לדעת בצורה מדויקת מה קורה ללחץ בתוך המערכת.
במבט ראשון זו נראית כמו משימת מדידה רגילה: מגדירים את תחום הלחץ, בוחרים Pressure Sensor עם יציאה מתאימה ומחברים אותו לבקר.
אלא שבמערכת שעובדת עם Hydrogen – H₂, השאלה אינה רק:
"איזה לחץ אני צריך למדוד?"
אלא גם:
"האם החיישן עצמו תוכנן לעבודה עם מימן?"
וזה הבדל משמעותי.
חיישן לחץ שעובד היטב עם אוויר דחוס, מים או שמן הידראולי אינו בהכרח הבחירה המתאימה למערכת מימן. צריך לבחון את החומרים שבאים במגע עם הגז, את מבנה תא המדידה, את האטימה, את הלחץ המרבי ואת אופן ההתמודדות של החיישן עם תנאי העבודה לאורך זמן.
עבור מהנדסים בישראל שעוסקים במערכות אנרגיה, Hydrogen, Fuel Cells, תחבורה, ציוד נייד או מערכות ניסוי, המשמעות היא שבחירת Pressure Sensor למימן צריכה להתחיל מהתאמה למדיה וליישום, ורק אחר כך לעבור למחיר, מחבר חשמלי או סוג יציאה.
מה כל כך מיוחד במדידת לחץ של מימן?
מימן הוא גז שמציב מספר אתגרים הנדסיים ייחודיים. אחד מהם הוא החדירות הגבוהה שלו והיכולת שלו להשפיע, בתנאים מסוימים, על חומרים ומתכות לאורך זמן.
לכן יצרן של חיישן המיועד למימן צריך להתייחס לא רק לביצועים האלקטרוניים של החיישן, אלא גם למבנה המכני של תא המדידה.
ב-Eurosensor EPT92H2, למשל, נעשה שימוש בגוף פלדה מונוליטי ללא ריתוכים וללא חללים פנימיים מלאי שמן. היצרן מציין שהמבנה מבוסס על טכנולוגיית P2P עם שני Full Bridges, שנועדה גם לצמצם השפעות של כוחות חיצוניים על אות המדידה, למשל מומנט שנוצר בזמן ההתקנה.
המשמעות המעשית היא שהחיישן אינו "Pressure Sensor רגיל שקיבל מדבקה של Hydrogen", אלא מוצר שבו מבנה תא המדידה עצמו תוכנן סביב דרישות של עמידות, יציבות ועבודה בסביבה קשה.
היצרן מציין במפורש התאמה ל-Hydrogen, לצד גזים, כימיקלים, מערכות הידראוליות ו-Vacuum, וכן מציין עמידות בפני תופעות של embrittlement ו-permeation.
Hydrogen Embrittlement ו-Permeation – למה זה חשוב?
Hydrogen Embrittlement הוא שם כללי לתופעות שבהן נוכחות מימן עלולה להשפיע על התכונות המכניות של מתכות מסוימות.
Permeation מתאר חדירה או מעבר של מולקולות מימן דרך חומר או מבנה.
לא בכל מערכת ולא בכל לחץ התופעות יתבטאו באותה צורה, אבל כאשר מתכננים מערכת שאמורה לעבוד אלפי או מיליוני מחזורי לחץ, אי אפשר להתייחס אליהן כפרט שולי.
זו גם אחת הסיבות לכך שמבנה תא המדידה חשוב.
ב-EPT92H2 החלקים הבאים במגע עם המדיה עשויים Stainless Steel 316L, בעוד גוף החיישן עשוי Stainless Steel AISI 304. בנוסף, החיישן בנוי ללא אטמים פנימיים וללא ריתוך בתא המדידה.
וזה מוביל לנקודה חשובה מאוד בבחירת חיישן למימן:
לא מספיק לבדוק את תחום הלחץ. צריך לבדוק מה בדיוק נמצא בין המימן לבין אלמנט המדידה.





