Elektrochemische Sensoren für den Einsatz in Gasmessgeräten
Ein Gasdetektor ist ein Instrument zur Erkennung von Gasleckkonzentrationen. Dabei handelt es sich hauptsächlich um tragbare/handgeführte Gasdetektoren. Gassensoren werden hauptsächlich verwendet, um die in der Umgebung vorhandenen Gasarten zu erkennen. Gassensoren sind Sensoren, die zur Erkennung der Zusammensetzung und des Inhalts von Gasen verwendet werden. Es wird allgemein angenommen, dass die Definition eines Gassensors auf dem Erkennungsziel basiert. Das heißt, jeder Sensor, der zur Erkennung der Gaszusammensetzung und -konzentration verwendet wird, wird als Gassensor bezeichnet, unabhängig davon, ob er physikalische oder chemische Methoden verwendet. Beispielsweise wird ein Sensor, der einen Gasfluss erkennt, nicht als Gassensor betrachtet, aber ein Wärmeleitfähigkeits-Gasanalysator ist ein wichtiger Gassensor, obwohl sie manchmal ungefähr dasselbe Erkennungsprinzip verwenden.
elektrochemischer Sensor
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 ermittelt werden.
Elektrochemische Gassensoren werden in viele Unterkategorien unterteilt:
(1) Primärzellengassensor (auch bekannt als: Gavoni-Zellengassensor, auch bekannt als Brennstoffzellengassensor, auch bekannt als spontaner Batteriegassensor), ihr Prinzip ist das gleiche wie bei der von uns verwendeten Trockenbatterie, aber die Kohlenstoff-Mangan-Elektrode der Batterie wurde durch eine Gaselektrode ersetzt. 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 Primärzelle. Seine elektrochemische Reaktion erfolgt unter Stromeinwirkung. 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 der in der Automobilindustrie. 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 Kraftfahrzeugen und in geschmolzenem Stahl verwendet. Erkennung der Sauerstoffkonzentration.
