作為電化學研究與開發領域值得信賴的儀表和軟件開發商，Scribner, LLC 提供的解決方案不斷刷新儀表控制和數據分析方面的標準。Scribner 專門制造電化學能量轉換與儲存領域的測試設備，要求其燃料電池測試系統在氣流中產生穩定、可重復的水氣量或濕氣量。

　　挑戰：在高露點環境中校準燃料電池測試系統

　　水氣在多種電化學過程和反應中起著重要作用。例如，燃料電池將反應物（通常是氫和氧）的化學能轉換為電能。燃料電池由兩個電極組成（陽極和陰極），通過電絕緣但離子導電的離聚物薄膜隔開。低溫燃料電池中常用的隔離膜是聚合物電解質膜 (PEM)，也稱為質子交換膜。氫氣被饋送到燃料電池陽極，在陽極上氧化形成質子和電子。電子被迫流過外部電路，而質子則通過 PEM 隔離膜遷移到陰極。在陰極上，氧氣與電子和質子結合形成水。燃料電池產生的電能可以做有用功，例如運行電機。

　　離聚物膜的質子傳導很大程度上取決于是否存在水。在干燥條件下，PEM 是非常差的導體，表現出高電阻，會降低燃料電池的性能。但在有水存在的情況下，該膜是良好的質子導體，表現出低電阻，可提高燃料電池的性能。在燃料電池測試中，濕度是一個重要的測試參數，因此控制氫燃料和含氧空氣的水氣含量非常重要。

　　在高露點環境中開發高質量燃料電池和膜研發儀器的公司面臨著特定的校準和測量挑戰。保持準確穩定的濕度水平至關重要，因為濕度變化會影響燃料電池測試數據的可重復性和準確度，僅僅一度的露點差異就可能導致相對濕度偏差 5%。校準程序必須考慮高濕度環境的特定挑戰，并采用適當的技術以確保結果一致、可靠。

　　電化學系統內較高的水氣濃度還可能導致過度冷凝、積聚和系統組件損壞，從而導致測量誤差和傳感器使用壽命縮短。

　　為了滿足高露點環境中苛刻的校準要求，Scribner 轉而選用維薩拉提供的濕度和溫度監測解決方案，取得了良好的效果。

　　解決方案：良好的濕度和溫度監測

　　Scribner 的燃料電池和膜測試系統需要產生穩定、可重復的露點，以在一系列溫度和壓力下精確控制加濕。在可信客戶的推薦下，Scribner 自 2006 年起一直使用維薩拉 HMT337 濕度和溫度變送器，后來轉而使用維薩拉的新一代 HMP7 探頭解決方案。

　　“我們相信，如果維薩拉解決方案可以令他們滿意，那么它也會令我們滿意，”Scribner 首席研究員 Kevin Cooper 博士說。“我們開發了一種定制露點室，通過 Swagelok 接頭固定維薩拉探頭，可進行溫度控制，并具有供氣體流入和流出的端口。該露點室可加熱到比校準程序的最大預期露點高 10 攝氏度。”

　　Scribner 在內部使用維薩拉儀表來校準其燃料電池和膜測試系統中使用的加濕器。加濕器設計用于輸送露點高達 120 攝氏度的氣體，在 80 攝氏度露點下進行校準。

　　公司的 740 膜測試系統 (MTS) 使用 HMT337 的 OEM 版本 HMT317 進行實時就地露點監測。結合測得的過程溫度，測得的露點可提供實時相對濕度 (RH)，這是 Scribner 客戶的一個關鍵過程參數。

　　憑借良好的濕度和溫度監測集成，即使在苛刻的高濕度環境中，Scribner 也可以實現精確和準確的燃料電池測試系統校準。

　　優點：可在性能至關重要的應用中實現準確、快速且可重復的測量校準

　　對于 Scribner 來說，采用可靠的濕度傳感器和監測系統至關重要。由于濕度控制系統的定期校準和驗證對于確保準確度和可重復性至關重要，因此 Scribner 將四個維薩拉儀表成對輪流使用和停用，將當前校準的兩個儀表部署六個月，然后將它們送回維薩拉進行校準。

　　“作為一款可靠的產品，維薩拉 HMT337 滿足我們在工作溫度和露點范圍、準確度等方面的技術規格要求。這款儀表不僅具有我們所看重的性能潛力和高露點測量能力，其外形尺寸也適合我們，”Cooper 繼續說道。“我們喜歡維薩拉儀表。它一直表現良好。”

　　通過在受控濕度條件下運行測試、監測水氣含量并分析結果的一致性和可重復性，Scribner 能夠優化其加濕系統的設計和操作。Scribner 已售出 700 多個集成燃料電池測試系統，其中也包括加濕系統，因此需要使用維薩拉儀表對每個加濕器單元進行露點校準。此外，如果沒有實時就地露點監測，Scribner 的 740 MTS 解決方案將不可行。維薩拉 HMT337 對該儀器的功能和性能至關重要。

　　HMT337、HMT317、HMM170 和新一代 HMP7 都采用維薩拉特有的加熱探頭測量技術，成功解決了許多高濕度測量挑戰。加熱探頭依賴于復合濕度傳感器和粘合溫度傳感器。借助復合傳感器，Scribner 可以監測露點，并結合測試溫度計算陽極和陰極耗材的相對濕度。

　　加熱探頭具有獨立的電阻加熱器，安裝在探頭內，并通過內部測量的相對濕度控制。控制算法設計使探頭溫度始終高于環境溫度幾度，這樣一來，即使測量環境處于露點溫度，水也不會凝結在復合傳感器上。

　　通過利用具有適當靈敏度、準確度和響應時間的濕度監測系統（例如維薩拉相對濕度和溫度探頭 HMP7），Scribner 確保客戶能夠自信地評估燃料電池在多種操作條件下的性能、效率、穩定性和耐用性。

　　精密測量：推動氫經濟的可持續發展和創新

　　由于氫適用于廣泛的應用，它注定成為即將到來的低碳經濟的重要組成部分。作為全球氫燃料電池市場開發領域所用測量儀表的設備生產廠商，維薩拉自上世紀 90 年代中期的氫燃料電池早期開發階段起就作為值得信賴的供應商，為氫燃料電池的開發提供耐用技術支持。像 Scribner 這樣值得信賴的企業依靠維薩拉的技術來開發經濟高效且耐用的燃料電池系統。

　　可持續發展是燃料電池行業的驅動力，影響著技術進步、政策決策和行業增長。燃料電池能源效率高、排放少，燃料補充迅速，為實現更可持續的能源發展前景提供了一條光明的道路，從而可實現廣泛的應用。由于成本、性能和耐用性仍然是燃料電池行業的關鍵挑戰，維薩拉的工業監測解決方案使 Scribner 等具有前瞻性思維的組織能夠克服關鍵的技術障礙，開發更清潔、更通用的能源解決方案。