Eine Einführung in elektrochemische Sensoren in Gasdetektoren
Ein erheblicher Teil seiner brennbaren, giftigen und schädlichen Gase weist elektrochemische Aktivität auf und kann elektrochemisch oxidiert oder reduziert werden. Mithilfe dieser Reaktionen kann die Gaszusammensetzung unterschieden und die Gaskonzentration erfasst werden. Elektrochemische Gassensoren sind in viele Unterkategorien unterteilt:
(1) Das Prinzip des ursprünglichen Batterie-Gassensors (auch bekannt als Cavani-Batterie-Gassensor, Brennstoffzellen-Gassensor oder Spontanzellen-Gassensor) ist das gleiche wie das der von uns verwendeten Trockenbatterie, mit der Ausnahme, dass die Kohlenstoff-Mangan-Elektrode der Batterie durch eine Gaselektrode ersetzt wird. Am Beispiel eines Sauerstoffsensors wird Sauerstoff an der Kathode reduziert und Elektronen fließen durch ein Amperemeter zur Anode, wo Bleimetall oxidiert wird. Die Stärke des Stroms steht in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration. Dieser Sensortyp kann Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlorgas usw. effektiv erkennen.
(2) Gassensor mit Konstantpotential-Elektrolysezelle, der sich sehr effektiv zur Erkennung reduzierender Gase eignet. Sein Prinzip unterscheidet sich vom ursprünglichen Batterietypsensor und seine elektrochemische Reaktion erfolgt unter der Kraft des Stroms. Es handelt sich um einen echten Coulomb-Analysesensor. Dieser Sensortyp wird erfolgreich bei der Erkennung von Gasen wie Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Ammoniak, Hydrazin usw. eingesetzt. Derzeit ist er der gängige Sensor zur Erkennung giftiger und schädlicher Gase.
(3) Der Konzentrationsbatterie-Gassensor mit elektrochemisch aktivem Gas auf beiden Seiten der elektrochemischen Zelle bildet spontan eine elektromotorische Konzentrationskraft, und die Größe der elektromotorischen Kraft hängt von der Konzentration des Gases ab. Erfolgreiche Beispiele für solche Sensoren sind Sauerstoffsensoren für Automobile und Kohlendioxidsensoren vom Festelektrolyttyp.
(4) Der Extremstrom-Gassensor ist ein Sensortyp, der die Sauerstoffkonzentration misst. Es nutzt das Prinzip, dass der extreme Strom in der elektrochemischen Zelle mit der Trägerkonzentration zusammenhängt, um einen Sauerstoff-(Gas-)Konzentrationssensor herzustellen, der zur Sauerstofferkennung in Automobilen und zur Sauerstoffkonzentrationserkennung in geschmolzenem Stahl verwendet wird.
