Funktionsprinzip elektrochemischer Gasdetektoren
Ein erheblicher Teil der brennbaren, giftigen und schädlichen Gase in Gasdetektoren 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-Gasdetektors (auch bekannt als Gavoni-Batterie-Gassensor, Brennstoffzellen-Gassensor oder spontaner Batterie-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) Gasdetektor mit Konstantpotential-Elektrolysezelle. Dieser Sensor eignet sich sehr effektiv zur Erkennung reduzierender Gase. 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-Gasdetektor mit elektrochemisch aktivem Gas auf beiden Seiten der elektrochemischen Zelle erzeugt spontan eine elektromotorische Konzentrationskraft. 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 Grenzstrom-Gasdetektor verfügt über einen Sensor zur Messung der Sauerstoffkonzentration, der das Prinzip nutzt, dass der Grenzstrom in der elektrochemischen Zelle mit der Trägerkonzentration zusammenhängt, um einen Sauerstoff-(Gas-)Konzentrationssensor für die Sauerstofferkennung in Automobilen und die Sauerstoffkonzentrationserkennung in geschmolzenem Stahl vorzubereiten.
