Vorteile elektrochemischer Sensoren für Gasmessgeräte
Ein erheblicher Teil der brennbaren, giftigen und gesundheitsschädlichen Gase ist elektrochemisch aktiv und kann elektrochemisch oxidiert oder reduziert werden. Mithilfe dieser Reaktionen können Gaskomponenten unterschieden und Gaskonzentrationen erkannt werden. Elektrochemische Gassensoren werden in viele Unterkategorien unterteilt:
(1) Primäre Zellgassensoren (auch bekannt als Gavoni-Zellengassensoren, Brennstoffzellengassensoren und spontane Batteriegassensoren), ihre Prinzipien sind die gleichen wie die der von uns verwendeten Trockenbatterien, außer dass die Kohlenstoff-Mangan-Elektrode der Batterie durch eine Gaselektrode ersetzt wurde. Am Beispiel eines Sauerstoffsensors wird Sauerstoff an der Kathode reduziert und Elektronen fließen durch das Amperemeter zur Anode, wo das Bleimetall oxidiert wird. Die Stärke des Stroms hängt direkt von der Sauerstoffkonzentration ab. Dieser Sensor kann Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlor usw. effektiv erkennen.
(2) Gassensor mit konstantem Potential und elektrolytischer Zelle. Dieser Sensortyp ist sehr effektiv zum Erkennen reduzierender Gase. Sein Prinzip unterscheidet sich von dem des Sensors mit galvanischer Zelle. Seine elektrochemische Reaktion erfolgt unter Zwangsstrom. Es handelt sich um einen echten coulometrischen Sensor. Diese Art von Sensor wird erfolgreich zum Erkennen von Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Ammoniak, Hydrazin und anderen Gasen eingesetzt. Er ist der gängigste Sensor zum Erkennen giftiger und schädlicher Gase.
(3) Konzentrationsbatterie-Gassensor. Das elektrochemisch aktive Gas bildet spontan eine konzentrierte elektromotorische Kraft auf beiden Seiten der elektrochemischen Zelle. Die Größe der elektromotorischen Kraft hängt von der Konzentration des Gases ab. Ein erfolgreiches Beispiel für diese Art von Sensor ist für Automobile. Sauerstoffsensor, Festelektrolyt-Kohlendioxidsensor.
(4) Gassensor mit Grenzstrom. Es gibt einen Sensor, der die Sauerstoffkonzentration misst. Er nutzt das Prinzip, dass der Grenzstrom in der elektrochemischen Zelle mit der Trägerkonzentration zusammenhängt, um einen Sauerstoffkonzentrationssensor (Gaskonzentrationssensor) herzustellen. Er wird zur Sauerstofferkennung in Autos und in geschmolzenem Stahl verwendet. Erkennung der Sauerstoffkonzentration.
