Oft gibt es Probleme bei Drucksensoren, die mit Wasserstoff in Berührung kommen. Leider erlebe ich in meinem Job sehr häufig, dass dies unseren Kunden im Vorfeld nicht bewusst ist. Deshalb teilen sie uns häufig gar nicht mit, dass ihr Medium Wasserstoff enthält und wir erfahren erst im Reklamationsfall davon. Doch warum Reklamationsfall? Warum ist Wasserstoff gerade für Drucksensoren so kritisch?
Grundsätzlich gilt, dass zahlreiche Metalle unter Einwirkung von Wasserstoff verspröden. Wasserstoffatome, die in das Metallgitter hinein diffundieren, verändern die Festigkeit des Materials. Im schlimmsten Fall führt das zu Rissen im Material. Oder einfach ausgedrückt, der Drucksensor wird undicht oder gar ganz zerstört. Im Falle von Drucksensoren spielen besonders die dünnen Membranen, die zur genauen Messung des Druckes erforderlich sind eine entscheidende Rolle. Atomarer Wasserstoff kann nämlich nicht nur in das Metall ein- sondern auch durch das Material hindurch diffundieren.
Dies hat verschiedenen Auswirkungen: bei piezoresistiven Messprinzipien wird es kritisch, wenn der Wasserstoff mit dem internen Übertragungsmittel reagiert oder sich dort ansammelt. Dadurch werden anfänglich nur die Messergebnisse verfälscht, es kann aber im Einzelfall auch zu einer kompletten Zerstörung des Sensors kommen. Auch die Widerstandsstrukturen der Messbrücke bei Dünnfilmsensoren verändern durch Wasserstoffanlagerung ihre messtechnischen Eigenschaften. Zwar ist dieser Vorgang reversibel, führt aber zumindest kurzzeitig zu Verstimmung der Brücke und damit zu einer Verfälschung des Messsignals.
Die oben beschriebenen Effekte treten allerdings bei den verschiedenen Materialen unterschiedlich stark auf. Durch die Wahl geeigneter Materialien kann man die Wirkung von Wasserstoff also deutlich verringern.
Hinweis
Weitere Informationen zu unseren Drucksensoren sowie zum Thema Wasserstoff erhalten Sie auf der WIKA-Webseite. Sollten Sie Wasserstoff als Medium einsetzen, empfiehlt Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne eine für Ihre Anwendung optimale Lösung.