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電化學(xué)傳感器工作原理

日期:2025-04-25 03:14
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摘要: 電化學(xué)傳感器通過(guò)與被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來(lái)工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個(gè)薄電解層隔開(kāi)。 氣體首先通過(guò)微小的毛管型開(kāi)孔與傳感器發(fā)生反應(yīng),然后是憎水屏障,*終到達(dá)電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),以形成充分的電信號(hào),同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。 穿過(guò)屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),傳感電極可以采用氧化機(jī)理或還原機(jī)理。這些反應(yīng)由針對(duì)被測(cè)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化。 通過(guò)電極間連接的電阻器,與被測(cè)氣濃度成正比的...
    電化學(xué)傳感器通過(guò)與被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來(lái)工作。典型的電化學(xué)傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個(gè)薄電解層隔開(kāi)。 氣體首先通過(guò)微小的毛管型開(kāi)孔與傳感器發(fā)生反應(yīng),然后是憎水屏障,*終到達(dá)電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),以形成充分的電信號(hào),同時(shí)防止電解質(zhì)漏出傳感器。 穿過(guò)屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),傳感電極可以采用氧化機(jī)理或還原機(jī)理。這些反應(yīng)由針對(duì)被測(cè)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化。 
    通過(guò)電極間連接的電阻器,與被測(cè)氣濃度成正比的電流會(huì)在正極與負(fù)極間流動(dòng)。測(cè)量該電流即可確定氣體濃度。由于該過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電流,電化學(xué)傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。 

    在實(shí)際中,由于電極表面連續(xù)發(fā)生電化發(fā)應(yīng),傳感電極電勢(shì)并不能保持恒定,在經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間后,它會(huì)導(dǎo)致傳感器性能退化。為改善傳感器性能,人們引入了參考電極。參考電極安裝在電解質(zhì)中,與傳感電極鄰近。固定的穩(wěn)定恒電勢(shì)作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒(méi)有電流流動(dòng)。氣體分子與傳感電極發(fā)生反應(yīng),同時(shí)測(cè)量反電極,測(cè)量結(jié)果通常與氣體濃度直接相關(guān)。施加于傳感電極的電壓值可以使傳感器針對(duì)目標(biāo)氣體。 

    電化學(xué)傳感器在電化學(xué)氣體檢測(cè)儀中起著非常重要的作用,是整個(gè)檢測(cè)儀的核心部件。決定電化學(xué)傳感器性能的主要是以下幾個(gè)參數(shù):

    1、選擇性;選擇性強(qiáng)的傳感器對(duì)目標(biāo)氣體響應(yīng)準(zhǔn)確,不會(huì)受到其它氣體的干擾。

    2、重復(fù)型;重復(fù)性的意思是對(duì)同一目標(biāo)氣體進(jìn)行測(cè)量,在相同的環(huán)境條件下測(cè)量結(jié)果的差別。高重復(fù)性的傳感器保證檢測(cè)儀對(duì)目標(biāo)氣體測(cè)量的準(zhǔn)確性。

    3、線性度;高線性度保證檢測(cè)儀對(duì)不同濃度氣體的測(cè)量準(zhǔn)確性。

    4、可靠性;電化學(xué)傳感器**不能出現(xiàn)漏液現(xiàn)象,否則儀器將失去左右。

    5、響應(yīng)時(shí)間;傳感器對(duì)目標(biāo)氣體進(jìn)行測(cè)量時(shí),從0漲到目標(biāo)氣體90%濃度所花的時(shí)間。假如目標(biāo)氣體是500ppm,那么傳感器從0ppm漲到450ppm這段時(shí)間便是傳感器的響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間越短,儀器預(yù)警動(dòng)作更快。

    6、漂移;包括零點(diǎn)漂移以及測(cè)量漂移。電化學(xué)傳感器一般要求每隔一段時(shí)間就需要對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn),就是為了解決傳感器的漂移問(wèn)題。傳感器的漂移幅度跟所處的測(cè)量環(huán)境有著很大的關(guān)系。

    電化學(xué)傳感器是電化學(xué)氣體檢測(cè)儀的心臟,起著至關(guān)重要的左右。深圳偉聯(lián)安科技每一臺(tái)電化學(xué)檢測(cè)儀都采用進(jìn)口傳感器,保證每一臺(tái)檢測(cè)儀的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

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