目前,電化學(xué)傳感器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了多個靜態(tài)與移動應(yīng)用場合,對場合內(nèi)的多種氣體監(jiān)測起到了至關(guān)重要的作用。
我司生產(chǎn)的一氧化碳變送器采用進口一線大品牌電化學(xué)監(jiān)測元件,能夠?qū)σ谎趸紳舛仍?~1000ppm(默認(rèn))、0~2000ppm(其它量程亦可作)的環(huán)境中進行24小時不能間斷測量, 加上經(jīng)過仁科獨有的補償算法、多段標(biāo)準(zhǔn)氣體標(biāo)定,反應(yīng)迅速靈敏,具有長壽命、高精度、高重復(fù)性和高穩(wěn)定性的特點,且具有較強的抗干擾能力,其性能符合JJG915-2008《一氧化碳檢測報警器檢定規(guī)程》的產(chǎn)品要求。
下面我們就通過一下3個方面,來詳細(xì)了解到底什么是電化學(xué)式氣體傳感器:
1、工作原理
大多數(shù)電化學(xué)氣體傳感器應(yīng)用于擴散模式,在這種模式下,周圍環(huán)境中的氣體樣本通過傳感器正面的小孔進入傳感器(通過氣體分子自然流動)。而有些設(shè)備通過一個抽氣泵將空氣/氣體樣本抽進傳感器內(nèi)。在氣孔部位安裝有透氣薄膜來阻擋水或油進入傳感器內(nèi)。傳感器的測量范圍和靈敏度可以通過在設(shè)計時調(diào)整進氣孔尺寸隨之變化。大一些的進氣孔可以提高設(shè)備的靈敏度和分辨率,而小一些的進氣孔雖然降低了靈敏度和分辨率,但是可增大測量范圍。
2、設(shè)備構(gòu)成
(1)透氣膜用于覆蓋傳感(催化)電極,在有些情況下用于控制到達(dá)電極表面的氣體分子量。此類屏障通常采用低孔隙率特氟隆薄膜制成。這類傳感器稱為鍍膜傳感器?;蛘?,也可以用高孔隙率特氟隆膜覆蓋,而用毛管控制到達(dá)電極表面的氣體分子量。此類傳感器稱為毛管型傳感器。除為傳感器提供機械性保護之外,薄膜還具有濾除不需要的粒子的功能。為傳送正的氣體分子量,需要選擇正確的薄膜及毛管的孔徑尺寸。孔徑尺寸應(yīng)能夠允許足量的氣體分子到達(dá)傳感電極??讖匠叽邕€應(yīng)該防止液態(tài)電解質(zhì)泄漏或迅速燥結(jié)。
(2)選擇電極材料很重要。電極材料應(yīng)該是一種催化材料,能夠長時間執(zhí)行半電解反應(yīng)。通常,電極采用貴金屬制造,如鉑或金,在催化后與氣體分子發(fā)生有效反應(yīng)。視傳感器的設(shè)計而定,為完成電解反應(yīng),三種電極可以采用不同材料來制作。
(3)電解質(zhì):電解質(zhì)必須能夠進行電解反應(yīng),并有效地將離子電荷傳送到電極。它還必須參考電極形成穩(wěn)定的參考電勢并與傳感器內(nèi)使用的材料兼容。如果電解質(zhì)蒸發(fā)過于迅速,傳感器信號會減弱。
(4)過濾器:有時候傳感器前方會安裝洗滌式過濾器以濾除不需要的氣體。過濾器的選擇范圍有限,每種過濾器均有不同的效率度數(shù)。常用的濾材是活性炭。活性炭可以濾除多數(shù)化學(xué)物質(zhì),但不能濾除一氧化碳。通過選擇正確的濾材,電化學(xué)傳感器對其目標(biāo)氣體可以具有更高的選擇性。
3、工作方法
電化學(xué)傳感器通過與被測氣體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)出與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極和反電極組成,并由一個薄電解層隔開。氣體會通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng),然后通過疏水屏障層到達(dá)電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),以形成充分的電信號,同時防止電解質(zhì)漏出傳感器。
電化學(xué)式氣體傳感器是利用被測氣體的電化學(xué)活性,將其電化學(xué)氧化或還原,從而分辨氣體成分,檢測氣體濃度的。較常見的電化學(xué)傳感器類型有原電池型(其工作原理類似于燃料電池)、恒定電位電解池型(在電流強制作用下工作,屬庫侖分析類傳感器)等。目前,電化學(xué)傳感器是檢測有毒、有害氣體最常見和最成熟的傳感器。