हाइड्रोजन रिसाव का पता लगाना बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि हाइड्रोजन रंगहीन, गंधहीन और अत्यधिक ज्वलनशील और विस्फोटक है (हवा में मात्रा सांद्रता द्वारा विस्फोट की सीमा 4% से 75% तक होती है)। यहां तक कि एक छोटे पैमाने का रिसाव भी किसी प्रज्वलन स्रोत (चिंगारी, स्थैतिक बिजली, उच्च तापमान वाली सतहों, आदि) के संपर्क में आने पर आग या विस्फोट का कारण बन सकता है।
हाइड्रोजन रिसाव का पता लगाने की मुख्य विधियाँ और तकनीकें निम्नलिखित हैं:
1. उत्प्रेरक दहन सेंसर:
सिद्धांत: सेंसर के अंदर उत्प्रेरक से लेपित एक प्लैटिनम तार पुल होता है। जब हाइड्रोजन सेंसर में फैलता है, तो यह उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत ऑक्सीजन के साथ ज्वलनशील दहन से गुजरता है, जिससे गर्मी पैदा होती है और प्लैटिनम तार के प्रतिरोध में बदलाव होता है, जिससे विद्युत संकेत उत्पन्न होता है।
लाभ: इसमें हाइड्रोजन के लिए अच्छी चयनात्मकता (अन्य ज्वलनशील गैसों की तुलना में), तेज प्रतिक्रिया गति, विस्तृत माप सीमा (कम सांद्रता से उच्च सांद्रता तक), अपेक्षाकृत लंबी सेवा जीवन और मध्यम लागत है।
नुकसान: इसे संचालित करने के लिए ऑक्सीजन युक्त वातावरण की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन की उच्च सांद्रता सेंसर को "जहर" दे सकती है या क्षतिग्रस्त (सिंटेड) कर सकती है, और यह कुछ अवरोधकों (जैसे सिलिकॉन यौगिक, सल्फाइड, हैलोजन यौगिक) के प्रति संवेदनशील है।
अनुप्रयोग: औद्योगिक वातावरण, हाइड्रोजन ईंधन भरने वाले स्टेशनों, प्रयोगशालाओं, ईंधन सेल प्रणालियों आदि में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
2. इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर:
सिद्धांत: हाइड्रोजन सेंसर के इलेक्ट्रोलाइट (आमतौर पर काम करने वाले इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकृत) में एक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरता है, जिससे हाइड्रोजन एकाग्रता के आनुपातिक वर्तमान संकेत उत्पन्न होता है।
लाभ: उच्च संवेदनशीलता (विशेष रूप से कम-सांद्रता पीपीएम-स्तर के लीक का पता लगाने के लिए उपयुक्त), अच्छी चयनात्मकता (हाइड्रोजन के लिए विशिष्ट होने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है), कम बिजली की खपत, और ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में काम कर सकता है।
नुकसान: जीवनकाल अपेक्षाकृत कम है (आमतौर पर 2-3 वर्ष), माप सीमा सीमित है (यह उच्च सांद्रता पर संतृप्ति या क्षति की संभावना है), यह पर्यावरणीय तापमान और आर्द्रता से बहुत प्रभावित होता है, और क्रॉस-इंटरफेरिंग गैसों (जैसे सीओ) से प्रभावित हो सकता है।
अनुप्रयोग: इसका उपयोग अक्सर उन स्थितियों में किया जाता है जहां ट्रेस लीक का पता लगाने की आवश्यकता होती है, जैसे प्रयोगशाला धूआं हुड की निगरानी करना, पाइपलाइनों और वाल्वों की सीलिंग की जांच करना, और ईंधन सेल वाहनों के इंटीरियर की निगरानी करना आदि।
3. इन्फ्रारेड सेंसर:
सिद्धांत: विशिष्ट अवरक्त बैंड (विशेष रूप से निकट-अवरक्त और मध्य-अवरक्त) में हाइड्रोजन अणुओं की अवशोषण विशेषताओं का उपयोग करना। मापी जाने वाली गैस के माध्यम से इन्फ्रारेड प्रकाश उत्सर्जित होता है, और डिटेक्टर हाइड्रोजन सांद्रता निर्धारित करने के लिए एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश की तीव्रता के क्षीणन को मापता है।
लाभ: इसमें उत्कृष्ट चयनात्मकता है (केवल विशिष्ट तरंग दैर्ध्य के प्रकाश को अवशोषित करने वाली गैसों पर प्रतिक्रिया करता है), तेज प्रतिक्रिया गति, उच्च माप सटीकता, लंबी सेवा जीवन, विषाक्तता का खतरा नहीं है, और उच्च सांद्रता को माप सकता है।
नुकसान: उच्च लागत, हाइड्रोजन के प्रति पारंपरिक इंफ्रारेड की सीमित संवेदनशीलता (कम-सांद्रता का पता लगाने की क्षमताओं को बढ़ाने के लिए लंबे ऑप्टिकल पथ या फोटोकॉस्टिक स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी विशेष तकनीकों की आवश्यकता होती है), और जल वाष्प और धूल से प्रभावित हो सकते हैं।
अनुप्रयोग: इसका उपयोग उन परिदृश्यों में तेजी से किया जा रहा है जिनमें उच्च चयनात्मकता और उच्च विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है, जैसे हाइड्रोजन ईंधन भरने वाले स्टेशन, रासायनिक संयंत्र और उभरते फाइबर-ऑप्टिक वितरित हाइड्रोजन सेंसिंग सिस्टम।
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