世纪汇泽（苏州）检测技术有限公司
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- CS101（25Hz~150kHz电源线传导敏感度）
- CS102（25Hz~50kHz地线传导敏感度）
- CS103（15kHz~10GHz天线端口互调传导敏感度）
- CS104（25Hz~20GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度）
- CS105（25Hz~20GHz天线端口交调传导敏感度）
- CS106（电源线尖峰信号传导敏感度）
- CS109（50Hz~100kHz壳体电流传导敏感度）
- CS112（静电放电敏感度）
- CS114（4kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度）
- CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度）
- CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度）
- RS101（25Hz~100kHz磁场辐射敏感度）
- RS103（10kHz~40GHz电场辐射敏感度）
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客户案例
CASES
涉氢EMC暗室的通风系统设计
发布时间：
2023-04-24 00:00
氢能源是公认的清洁能源，它比之其他能源具有很多优势，比如：一是能量密度高，氢气热值大约是石油的3倍；二是零污染，产物只有水，水可以再次分解氢，实现良性循环;三是储量丰富，在海水中就可以开发，而海水资源的在地球上储量可谓取之不尽，用之不竭。
氢能源汽车是利用氢气来提供能量的汽车，它的运行原理主要是将氢气通过燃料电池的方式转化为能量，并最终由电池给予汽车动力。氢气以高压形式储存在氢气罐内，通过氢气压缩机来被压缩至发动机所需要的高压状态进入燃料电池电堆，燃料电池电堆具有解离氢离子的能力，氢离子进⼊⼀个包含空气的碳棒周围，一个原⽣电荷产⽣负载进⼀步产⽣电流。再者，将产生的电流进一步转换成动力，根据产生的电流大小，可以控制汽车的运行速度，而汽车的运行动力会进一步转换成汽车的行程和运行噪音也会随之而改变。最后，当汽车停止使⽤时，氢气罐内的氢气会通过燃料电池电堆分解，产⽣出⽆氧气，在排气管⾥放出，不但没有污染，⽽且水分会把原始的⽆氧气变成水，在⼤气温的情况下会转变成蒸汽，即水蒸气，由此可见，氢能汽车在汽车间引擎的燃料燃烧过程中完全没有污染，是一种清洁、无污染的交通方式。
相对于其他能源供给方式的汽车，氢能汽车具有一些其他功能方式难以匹敌的优点，例如低污染、高效率、低成本等，但也存在比如初期投入较大、使用风险偏大、充电耗时较长及氢气容量小等缺点。
大众对氢气安全的担忧，甚至是一种普遍的恐惧心理，很大程度是源于一场著名的空难。1937年5月6日从德国法兰克福至美国跨大西洋航行的兴登堡号齐柏林飞艇在即将着陆于新泽西州一座海军航空站时发生事故，起火后短短30多秒的时间即坠毁。事故造成飞艇上35名乘员，以及地面1人，共36人死亡。由于当时跨大西洋的商业旅行主要还依靠邮轮，齐柏林飞艇的每次跨样飞行总是能吸引大量的新闻记者在着陆地点等待报导，空难发生时共有四家媒体携带20多台电影摄影机和照相机全方位布置，等待拍摄着陆的影像，并且有广播对大西洋两岸听众直播飞艇着陆的盛况。突发的灾难事故被实施播报给了大西洋两岸的广大听众，随后曝光的事故影像给那个还没有电视的年代的大众带来了强烈的感官和心理刺激。由于齐柏林飞艇是通过氢气提供上浮力，其巨大的气囊中充满了氢气，飞艇起火后在飞艇上方出现的巨大的氢气火焰使这场灾难具象化，深深埋入观众的心底，从此氢气会带来巨大灾难的观念成为一种大众潜意识，延续至今而无法转变。
虽然氢气危险的形象是在1937年兴登堡号飞艇空难后才成为公众意识。人类对氢气认识和利用的历史却可以追朔到几个世纪前。早在1671年英国化学家罗伯特.波义耳就在化学实验中产生了氢气，这是人类首次发现和收集到了氢气。1766年英国的科学家亨利.卡文迪许确认了氢是一种元素。1783年法国化学家拉瓦锡将这种之前被称为“可燃气体”的气体命名为Hydrogen，是希腊文“水的组成成分”的组合字。而中文的“氢”字取义氢气“轻”的特质。同年法国科学家Jacques Charles 发明了氢气球。1852年法国工程师 Henri Giffard制造了第一首飞艇。1898年英国科学家James Dewer成功液化了氢气，次年又制得固体氢。
1900年，齐柏林飞艇诞生。经过不断改进，齐柏林飞艇投入商业载客运营，在1910-1914年间总计有35000多乘客乘坐过齐柏林飞艇。一战后由于德国战败齐柏林飞艇的运营一度停止，但在1920年代齐柏林飞艇的商业运营又重新复兴，并在1930年代通过跨大西洋航线达到巅峰，直到兴登堡空难发生。虽然后来飞艇将氢气换成不可燃的氦气以挽回公众的安全信任危机，但二战后整个飞艇运输业迅速的被新兴的民航飞机取代。
在中国、美国、欧洲，纯电动汽车是主流发展方向。而日本把新能源汽车发展的这个宝压在氢燃料汽车上，开发热情最高，其专利数占了全世界氢能源汽车专利的90%以上。
众所周知，氢是元素周期表序号第一的元素，也是最轻的元素。单个氢原子的摩尔质量是1.008g/mol，氢分子由两个氢原子组成，摩尔质量是2.016g/mol，所以氢气非常的轻，仅有空气质量的十四分之一，也是世界上最轻的气体。氢气上升和扩散的速度非常快，大约20m/s。
对于“燃料电池产品的试验场所要求—防氢气泄露”已有专题文章进行了详细阐述，本文不再啰嗦，链接如下：
http://www.emc-mall.com/news/151.html
正是因为氢气极快的可达20m/s的上升速度，犹如8级台风的速度，普通暗室整体换气不小于5次/小时，风速仅为2-5m/s，这样的通风设计显然无法追及氢气自身的上升速度，因此氢气会极快的上升到泄漏点的上方，如果前期没有考虑到氢气的排放，那么短时间内氢气就会在暗室顶部形成比较强的聚集。
氢气是可燃气体，其可燃浓度上限是75%，可燃浓度下限为4%(与空气的体积比)。最小点火温度是573.6°C。最小点火能量极低，是可燃气体组别IIC的典型气体之一。纯净的氢气的燃烧发出的是紫外光，在自然光环境下肉眼很难看到，当浓度达到可燃范围内，又没有得到很快的排放时，风险自然而然就来了。
下面是两张针对常规暗室做的模拟氢气(比重低于空气气体)排放的对比照片，第一张是大多数采用反光盖板暗室内的聚集情况，第二张是没有反光盖板暗室内的情况：
图片1 采用反光盖板暗室的聚集情况
图片2 不采用反光盖板暗室的聚集情况
可以看到两张照片的对比差异是非常大的，在图片1中，聚集情况非常严重，图片2则相对好的多。
这主要的原因是通常情况下，暗室内的空气流速比氢气速度来说是极其低速，对于氢气的上升起不到根本性的影响，无法按照预设的将氢气驱赶到通风波导窗从而排出暗室，即使加装了强排风及强抽风设施，也依然无法达到氢气20m/s的上升速度。
之所以不加反光板的暗室内聚集情况相对于加装了反光板的暗室情况好的多的根本性原因，是因为在吸波材料之间的缝隙中空气是相对可以水平流动的，波导窗的抽风作用+下方波导窗的进风作用，会在水平方向形成一个推力，将氢气导入到抽风波导窗中，降低了氢气的聚集浓度，而加装了反光板的暗室，由于吸波材料的高度问题，排风波导窗形成的主要推力是垂直方向的，水平方向由于吸波材料及白色盖板的存在，流速极低，无法形成一个有效的水平推力，导致无法及时排放氢气，容易导致浓度达到燃点范围，风险极其巨大。
一个常规的加装了铁氧体的暗室内部，会在铁氧体的模块中间存在比较细小的mm级别的缝隙，严格意义来说，需要对这些缝隙进行涂胶抹平的工艺处理，才可以满足类似于GB4962-2008《氢气使用安全技术规程》中要求的建筑物顶内平面应平整以防止氢气在顶部聚集，对于不加装铁氧体的暗室，也可以考虑将钢结构拼装的缝隙中进行填充及抹平等工艺保证顶部平面的平整。
采用这样的拉平顶平面的设计，是基于要将氢气在水平方向进行驱赶的原因而采取的措施，从根本来说这是一种补救性的措施而非根本的解决方法，对于氢气这种极快的上升速度特性，最好的方法就是在氢气泄漏点的正上方区域及适当外扩的区域内进行直接排风设计才是更为合理的排风设计，因为氢气这种极快上升的特性，在上升过程种无阻挡的情况下接近于垂直上升，而只会在有阻挡的情况下才会形成聚集及扩散，即使加装了强排风及强进风的措施，也依然不会对氢气的上升通道形成根本性的裹挟，因为暗室的空气流动相对来说是无法完全受控的，反而强大的横向气流容易扰乱氢气的上升通道及聚集区域，形成更多的风险点。
常规的实心吸波材料，无法在氢气存在泄漏点的上方区域设计更多的排放波导窗，大面积吸波材料的缺失无论是从美观还是性能上，都存在瑕疵。
Frankonia空心的吸波材料在这种场合下可以发挥自身的特性，吸波材料可以设计为蜂窝状，形成直接的排风通道，实物图如下：
对于吸波材料后方的区域，可以采取加装平的通风模块确保满足GB4962-2008《氢气使用安全技术规程》中要求的建筑物顶内平面应平整以防止氢气在顶部聚集的要求，实物图如下：
这样的设计，能够确保氢气在极快速度上升的情况下绝大多数的氢气直接进入排风波导窗，确保氢气浓度不大于4%，确保绝对的安全。
丰田燃料电池车的氢气试验结果也显示虽然泄露氢气的火焰很猛烈骇人，但火焰都在车辆上方，车辆本身的损坏程度不大。而燃油车燃油泄漏燃烧往往会把车辆完全损毁，因为燃油会附着在车体材料上，火焰蔓延，将遇到的材料完全烧毁，因此对于吸波材料来说，采取完全不燃烧的A2级别也是非常有必要的,典型的A2吸波材料在用1000度火焰枪进行燃烧试验的时候仅有高温碳化的现象出现而不会出现任何明火。
典型的B2级别吸波材料在用1000度火焰枪时的燃烧结果如下：
所以合理的通风设计，加上吸波材料的不燃特性，才能确保涉氢实验室的安全问题。
当然，由于氢气的易燃性(氢气的最小点火能量MIE是19uJ)以及非常宽的爆炸浓度范围，氢气仍然是非常危险的气体。而且氢气具有很强的扩散性，极易泄露，容易在密闭空间聚集形成爆炸性环境，一旦遇到点火源就会形成强烈的爆炸。对于用氢安全切不可掉以轻心。