電化學(xué)傳感器是基于待測(cè)物的電化學(xué)性質(zhì)并將待測(cè)物化學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量進(jìn)行傳感檢測(cè)的一種傳感器。如果之前你不太了解電化學(xué)傳感器,今天讓你快速認(rèn)識(shí)它。
一、電化學(xué)傳感器的工作原理:
電化學(xué)傳感器通過(guò)與被測(cè)氣體發(fā)生百反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來(lái)工作。大多數(shù)電化學(xué)氣體傳感器是電流傳感器,產(chǎn)生與氣體濃度成線性比例的電流。
一個(gè)電化學(xué)氣體傳感器的工作原理如下:與傳感器接觸的目標(biāo)氣體分子首先通過(guò)一個(gè)防止冷凝的隔膜,它也起到防塵的作用。那么氣體分子通過(guò)毛細(xì)管擴(kuò)散,可能通過(guò)隨后的過(guò)濾器,然后通過(guò)疏水膜到達(dá)感測(cè)電極的表面。在那里分子立即被氧化或還原,從而產(chǎn)生或消耗電子,從而產(chǎn)生電流。
重要的是要注意,用這種方法進(jìn)入傳感器的氣體分子的量受到通過(guò)毛細(xì)管擴(kuò)散的限制。通過(guò)優(yōu)化路徑,根據(jù)期望的測(cè)量范圍,獲得適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)。感測(cè)電極的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)氣體的高反應(yīng)性并抑制對(duì)干擾氣體的不希望響應(yīng)是至關(guān)重要的。它涉及固體,液體和氣體三個(gè)階段的系統(tǒng),并且都涉及分析物氣體的化學(xué)識(shí)別。
二、電化學(xué)傳感器的分類(lèi)
電化學(xué)傳感器的分類(lèi)方法很多,按照其輸出信號(hào)的不同可以分為電位型傳感器、電流型傳感器和電導(dǎo)型傳感器。
按照電化學(xué)傳感器所檢測(cè)的物質(zhì)不同,電化學(xué)傳感器主要可以分為離子傳感器、氣體傳感器和生物傳感器。
三、電化學(xué)傳感器主要性能與影響因素
1、靈敏度
影響靈敏度因素主要有:催化劑活性、進(jìn)氣量、電解液導(dǎo)電能力、環(huán)境溫度等。
2、響應(yīng)恢復(fù)
影響響應(yīng)恢復(fù)速度的因素主要有:催化劑活性、電解液導(dǎo)電能力、氣室結(jié)構(gòu)、氣體特性等。
3、選擇性/交叉干擾
影響選擇性的因素有:催化劑種類(lèi)、電解液、偏置電壓、過(guò)濾器等。
4、重復(fù)性/長(zhǎng)期穩(wěn)定性
影響重復(fù)性的因素有:電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電解液穩(wěn)定性、氣路穩(wěn)定性等。
5、高低溫性能
影響高低溫穩(wěn)定性的因素有:催化劑活性、電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、氣體特性。
四、電化學(xué)傳感器的四大應(yīng)用
電化學(xué)傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域的氣體檢測(cè),可檢測(cè)臭氧、甲醛、一氧化碳、氨氣、硫化氫、二氧化硫、二氧化氮、氧氣等多種氣體,常用于便攜式儀表和氣體在線監(jiān)測(cè)儀表中。
1、濕度傳感器
濕度是空氣環(huán)境的一個(gè)重要指標(biāo),空氣的濕度與人體蒸發(fā)熱之間有著密切關(guān)系,高溫高濕時(shí),由于人體水分蒸發(fā)困難而感到悶熱,低溫高濕時(shí),人體散熱過(guò)程劇烈,容易引起感冒和凍傷。
2、氧化氮傳感器
氧化氮是氮的各種氧化物所組成的氣體混合物的總稱(chēng),常以NOX表示。在氧化氮中,不同形式的氧化氮化學(xué)穩(wěn)定性不同,空氣中常風(fēng)的是化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的一氧化氮和二氧化氮,它們?cè)谛l(wèi)生學(xué)上的意義顯得較其它形式氧化氮更為重要。
3、硫化氫氣體傳感器
硫化氫是一種無(wú)色、具有特殊腐蛋臭味的可燃?xì)怏w,具有刺激性和窒息性,對(duì)人體有較大危害。大多用比色法和氣相色譜法測(cè)定空氣中硫化氫。
4、二氧化硫傳感器
二氧化硫是污染空氣的主要物質(zhì)之一,檢測(cè)空氣中二氧化硫嘗試是空氣檢驗(yàn)的一項(xiàng)經(jīng)常性工作。應(yīng)用傳感器監(jiān)測(cè)二氧化硫。從縮短檢測(cè)時(shí)間到降低檢出限,都顯示出較大的優(yōu)越性。
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