Anwendungsprinzip elektrochemischer Gasdetektoren
Ein erheblicher Teil der brennbaren, giftigen und gefährlichen 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) Die ursprünglichen Gasdetektoren mit Batteriebetrieb (auch bekannt als: Gassensoren mit Gavony-Batteriebetrieb, auch bekannt als Gassensoren mit Brennstoffzellebetrieb, auch bekannt als Gassensoren mit spontaner Batteriebetrieb), deren Prinzip mit der von uns verwendeten Trockenbatterie übereinstimmt, nur dass die Kohlenstoff- und Manganelektroden der Batterie durch Gaselektroden ersetzt wurden. Bei einem Sauerstoffsensor beispielsweise 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 Sensortyp kann Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlor usw. effektiv erkennen.
(2) Gasdetektor mit konstantem Potential und elektrolytischer Zelle. Dieser Sensor wird verwendet, um reduzierende Gase sehr effektiv zu erkennen. Sein Prinzip ist nicht dasselbe wie das des Sensors mit primärer Zelle. Seine elektrochemische Reaktion erfolgt unter dem Einfluss des Stroms. Es handelt sich um einen echten Sensor für die Coulomb-Analyse. Dieser Sensor wird erfolgreich zur Erkennung von Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Ammoniak, Hydrazin und anderen Gasen eingesetzt und ist derzeit der gängigste Sensor zur Erkennung giftiger und gefährlicher Gase.
(3) Bei einem Gasdetektor mit Konzentrationsdifferenzbatterie wird aufgrund der elektrochemischen Aktivität des Gases auf beiden Seiten der elektrochemischen Batterie spontan ein elektrisches Konzentrationsdifferenzpotential gebildet, dessen Größe mit der Konzentration des Gases zusammenhängt. Der Erfolg solcher Sensoren liegt in Sauerstoffsensoren für Kraftfahrzeuge und Kohlendioxidsensoren mit festem Elektrolyttyp.
(4) Bei dem Gasdetektor vom Grenzstromtyp wird die Sauerstoffkonzentration des Sensors unter Verwendung einer elektrochemischen Zelle gemessen. Dabei wird der Grenzstrom und die Trägerkonzentration im Sensor auf das Prinzip der Herstellung eines Sauerstoff(gas)konzentrationssensors bezogen, der zur Sauerstofferkennung in Kraftfahrzeugen und zur Erkennung der Sauerstoffkonzentration in Stahlwasser verwendet wird.
