佛罗里达州采用无线感应器防止氢动力车的渗漏

　　作为燃料电池车应用项目的一部分，佛罗里达州在奥兰多市采用 ZigBee 无线感应器标签预防 14 辆州氢动力车的气体渗漏。用户可以登录到网站实时查看感应器数据。系统由佛州大学化工系设计和开发。

　　负责州氢动力车队的项目经理 John Painter 称，这套系统成本较低，随着燃料电池车的增多，经销商可采用它来确保车辆的安全存放和维修。这种车辆的燃料电池利用氢气与空气中的氧气混合产生电力。因为节点由现成的元件构成，成本很低。建一个远程感应系统只需节点、基站、笔记本电脑和软件。

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氢动力车

　　Painter 最初是福特汽车的一名燃料电池车研究人员，2006 年受雇于佛州政府，负责采购和维修燃料电池车。佛州共有 14 辆氢气燃料电池，其中一些由州环保部门使用，其余归于公共事业公司 Progress Energy 。

　　Painter称，氢是一种高爆炸性的气体，虽然氢动力车辆本身的安全设计使车辆比通常汽油车更安全，但佛州希望增加一层安全防范，确保氢渗漏能及时被检测到。由于这这个地区经常有暴风雨，车辆最初存放在 Progress Energy一个室外遮盖区；当车辆投入使用时，州政府选择将车辆放在室内工作区，以更好地保护它们。然而，这样使氢渗漏更具危险性，因为任何渗漏气体都会在密封区累积。

　　两年前，Painter 开始与当地大学和公司讨论这个项目，并与佛州大学的化工教授 Fan Ren 碰面，后者已为 NASA 开发一个氢感应器
AlGaN/GaN 高电子移动晶体管 (HEMTs)，HEMT 感应器测量太空船周围氢的含量，但它并没有采用任何无线传输工具。

　　06 年 8 月，研究人员在 Greenway 安装了 6 个无线感应器节点。NASA 的有线方案在这里并不现实，Ren 称，因为车库面积很大，布线很困难。

　　每个感应器节点含两个氢气感应器芯片和一个符合 IEEE 802.15.4 无线标准的 ZigBee 接收器。节点每 5 秒测量一次空气中氢的含量，接着将测量结果直接传到基站，后者通过 USB 电缆与计算机相连。计算机上的软件读取数据并上传到网站，奥兰多官员可以上网查看相关数据。如果氢气含量高于1%，基站也可以触发警报，Painter 称，到目前为止还没发现任何渗漏。

　　Ren 称，由于氢比空气轻，安装在车辆上方天花板上节点更容易检测到氢。节点被插进 AC 电源上，如果电源中断发生，每个节点的内嵌电池也可提供 30 天电量，基站和计算机也配有后端电池。

　　起初节点只含有一个氢感应器，但研究人员发现车库的温度波动会引起读取结果的混淆。由于较高的温度会造成感应器较高的电流读数，而电流读数对氢感应系统非常重要，结果温度的波动会影响氢气的测量。为了解决这个问题，研究人员安装了两个相同的芯片，二者都提供温度感应功能，但其中一个不提供氢气测量，这样软件系统对比两个结果来提供更精确的氢含量读数。

　　Ren 称，这套系统的成本低于 200 美元，如果大批量生产，成本会更低。