Klassifizierung elektrochemischer Gasdetektionsgeräte
Ein erheblicher Teil der brennbaren, giftigen und schädlichen Gase ist elektrochemisch aktiv und kann elektrochemisch oxidiert oder reduziert werden. Mithilfe dieser Reaktionen können die Gaskomponenten unterschieden und die Gaskonzentration erfasst werden. Elektrochemische Gassensoren sind in viele Unterkategorien unterteilt:
(1) Primärbatterie-Gassensoren (auch bekannt als: galvanische Batterie-Gassensoren, einige werden auch als Brennstoffzellen-Gassensoren bezeichnet, andere werden als spontane Batterie-Gassensoren bezeichnet). Ihr Prinzip ähnelt dem der von uns verwendeten Trockenbatterien. Allerdings werden die Kohlenstoff-Mangan-Elektroden der Batterie durch Gaselektroden ersetzt. Am Beispiel eines Sauerstoffdetektors wird Sauerstoff an der Kathode reduziert und Elektronen fließen durch das Amperemeter zur Anode, wo das Bleimetall oxidiert wird. Die Stärke des Stroms steht in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration. Dieser Sensortyp kann Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlor usw. effektiv erkennen.
(2) Gassensoren mit Konstantpotential-Elektrolysezelle. Dieser Sensortyp ist sehr effektiv zur Erkennung reduzierender Gase. Sein Prinzip unterscheidet sich von dem des primären Batteriesensors. Seine elektrochemische Reaktion findet unter Stromeinfluss statt und es handelt sich um einen echten coulometrischen Analysesensor. Dieser Sensortyp wird erfolgreich bei der Erkennung von Gasen wie Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, Wasserstoff, Ammoniak, Hydrazin usw. eingesetzt und ist derzeit der Hauptsensor in Detektoren für giftige und schädliche Gase.
(3) Gassensoren vom Typ Konzentrationszelle. Gase mit elektrochemischer Aktivität auf beiden Seiten der elektrochemischen Zelle bilden spontan eine elektromotorische Kraft mit Konzentrationsunterschied, und die Größe der elektromotorischen Kraft hängt von der Konzentration des Gases ab. Ein erfolgreiches Beispiel für diesen Sensortyp ist der in Automobilen verwendete Sauerstoffsensor und der Kohlendioxiddetektor vom Festelektrolyttyp.
(4) Gassensoren vom Grenzstromtyp. Es gibt einen Sensortyp zur Messung der Sauerstoffkonzentration, der das Prinzip nutzt, dass der Grenzstrom in der elektrochemischen Zelle mit der Trägerkonzentration zusammenhängt, um einen Sauerstoff-(Gas-)Konzentrationssensor herzustellen, der für die Sauerstofferkennung in Automobilen und die Sauerstoffkonzentration in geschmolzenem Stahl verwendet wird.
