Elektrochemische Gassensoren für Gasdetektoren
Ein erheblicher Teil seiner brennbaren, giftigen und schädlichen Gase ist elektrochemisch aktiv und kann elektrochemisch oxidiert oder reduziert werden. Mithilfe dieser Reaktionen kann die Gaszusammensetzung unterschieden und die Gaskonzentration erfasst werden. Es gibt viele Unterkategorien elektrochemischer Gassensoren:
(1) Das Prinzip der Primärzellen-Gassensoren (auch bekannt als Gavoni-Zellen-Gassensoren, Brennstoffzellen-Gassensoren und Spontanzellen-Gassensoren) ist das gleiche wie das der von uns verwendeten Trockenbatterien, mit Ausnahme des Kohlenstoffmangans Die Elektrode der Batterie wird 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 steht in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffkonzentration. Dieser Sensortyp kann Sauerstoff, Schwefeldioxid, Chlorgas usw. effektiv erkennen.
(2) Der Gassensor mit Konstantpotential-Elektrolysezelle ist sehr effektiv bei der Erkennung reduzierender Gase. Sein Prinzip unterscheidet sich von dem eines Primärbatteriesensors. Seine elektrochemische Reaktion findet unter der Kraft des Stroms statt, was ihn zu einem echten Sensor für die Coulomb-Analyse macht. 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 Gassensor vom Typ Konzentrationsdifferenzbatterie, der elektrochemische Aktivität aufweist, erzeugt spontan eine elektromotorische Konzentrationsdifferenzkraft auf beiden Seiten der elektrochemischen Batterie. 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) Ein 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.
Infrarot-Gassensor
Die meisten Gase weisen charakteristische Absorptionsspitzen im mittleren Infrarotbereich auf. Durch die Erfassung der Absorption an der Position des charakteristischen Absorptionspeaks kann die Konzentration eines bestimmten Gases bestimmt werden.
Dieser Sensortyp war früher ein großes Analyseinstrument, aber in den letzten Jahren ist das Volumen dieses Sensors mit der Entwicklung der auf MEMS-Technologie basierenden Sensorindustrie von einem 10-Liter- und 45-Kilogramm-Riesen auf etwa 2 Milliliter (Daumen) gesunken Größe). Durch den Einsatz von Infrarotdetektoren, die keine Modulation der Lichtquellen erfordern, ist das Instrument völlig frei von mechanisch beweglichen Teilen und völlig wartungsfrei. Infrarot-Gassensoren können die Art des Gases effektiv unterscheiden und die Gaskonzentration genau messen.
Dieser Sensor wurde erfolgreich zur Detektion von Kohlendioxid und Methan eingesetzt.
