Применение электрохимического датчика в газовом датчике

Применение электрохимического датчика в газовом датчике

С развитием науки и техники применение газовых датчиков становится все более широким. Благодаря повсеместному распространению таких приложений, как Интернет вещей, развитие газовых датчиков начало развиваться в направлении миниатюризации, интеграции, модульности и интеллектуальности. Среди них электрохимические датчики популярны в области обнаружения газов благодаря линейному выходному сигналу, низкому энергопотреблению и лучшему разрешению. Кроме того, электрохимические газовые датчики обладают лучшей повторяемостью и точностью измерений по сравнению с другими датчиками. После десятилетий технологического развития электрохимические газовые датчики обладают очень хорошей селективностью для мониторинга конкретных газов.

Изначально электрохимические датчики использовались для мониторинга концентрации кислорода. С развитием технологий появились электрохимические датчики для мониторинга и обнаружения различных токсичных газов в диапазоне нижнего предела взрываемости (НПВ), которые также демонстрируют хорошую чувствительность и селективность в практических приложениях, поэтому до сих пор электрохимические датчики остаются основными датчиками для мониторинга концентрации газов. В настоящее время электрохимические датчики широко используются во многих стационарных и мобильных приложениях и играют важную роль в мониторинге множества газов. Далее редактор кратко расскажет о соответствующих знаниях об электрохимических газовых датчиках:

1. Принципы работы электрохимических датчиков

Большинство электрохимических газовых датчиков используются в диффузионном режиме. В этом режиме образец газа поступает в датчик через небольшое отверстие на передней панели (за счет естественного потока молекул газа). Некоторые устройства забирают образцы воздуха/газа в датчик с помощью вакуумного насоса. В отверстие для воздуха устанавливается воздухопроницаемая мембрана, предотвращающая попадание воды или масла в датчик. Диапазон измерения и чувствительность датчика можно изменять, регулируя размер воздухозаборника на этапе проектирования. Больший воздухозаборник может повысить чувствительность и разрешение устройства, в то время как меньший воздухозаборник снижает чувствительность и разрешение, но может увеличить диапазон измерения.

Во-вторых, состав электрохимического датчика.

1. Воздухопроницаемая мембрана (также называемая гидрофобной мембраной)

Воздухопроницаемая мембрана используется для покрытия чувствительного (каталитического) электрода, а в некоторых случаях — для контроля молекулярной массы газа, достигающего поверхности электрода. Такие барьеры обычно изготавливаются из тефлоновых пленок с низкой пористостью. Такой тип датчика называется покрытым датчиком. В качестве альтернативы, он может быть покрыт тефлоновой пленкой с высокой пористостью, а молекулярная масса газа, достигающего поверхности электрода, может контролироваться с помощью капилляра. Такой тип датчика называется капиллярным датчиком. Помимо механической защиты датчика, мембрана также выполняет функцию фильтрации нежелательных частиц. Для пропускания положительной молекулярной массы газа необходимо правильно подобрать размер пор мембраны и капилляра. Размер пор должен позволять достаточному количеству молекул газа достигать чувствительного электрода. Размер пор также должен предотвращать утечку или быстрое высыхание жидкого электролита.

2. Электрод

Выбор материала электрода имеет очень важное значение. Материал электрода должен быть каталитическим, способным длительное время осуществлять полуэлектролитическую реакцию. Как правило, электроды изготавливаются из драгоценных металлов, таких как платина или золото, которые эффективно реагируют с молекулами газа после катализа. В зависимости от конструкции датчика, для завершения реакции электролиза три электрода могут быть изготовлены из разных материалов.

3. Электролит

Электролит должен быть способен осуществлять реакцию электролиза и эффективно передавать ионный заряд на электрод. Он также должен формировать стабильный опорный потенциал с опорным электродом и быть совместимым с материалами, используемыми в датчике. Если электролит испаряется слишком быстро, сигнал датчика ослабнет.

4. Фильтр

Иногда перед датчиком устанавливается фильтр-скруббер для удаления нежелательных газов. Выбор фильтров ограничен, и каждый фильтр имеет разную степень эффективности. Чаще всего в качестве фильтрующего материала используется активированный уголь. Активированный уголь может отфильтровывать большинство химических веществ, но он не может отфильтровывать окись углерода. Выбрав правильный фильтрующий материал, электрохимический датчик может обладать более высокой селективностью по отношению к целевому газу.

3. Принцип работы электрохимического датчика

Принцип работы электрохимического датчика основан главным образом на химической реакции с измеряемым газом и генерации электрического сигнала, пропорционального концентрации газа. Типичный электрохимический датчик состоит из чувствительного электрода и противоэлектрода, разделенных тонким электролитическим слоем. Газ реагирует с датчиком через крошечные капиллярообразные отверстия, а затем достигает поверхности электрода через гидрофобный барьерный слой. Использование этого метода позволяет обеспечить реакцию необходимого количества газа с чувствительным электродом для формирования достаточного электрического сигнала, предотвращая при этом утечку электролита из датчика.

Компания Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd. является крупнейшим производителем сенсорных решений, и наша продукция – одна из лучших в своем сегменте.

Лидерство в своей области означает, что компания Shenzhen ICPS Technology Co., Ltd. будет стремиться к операционному совершенству, лидирующей в отрасли удовлетворенности клиентов и превосходным финансовым результатам.

В двух словах, это действительно идеальное решение для систем экологического мониторинга, и недооценка его ценности обойдется вам дороже всего. Так что воспользуйтесь им, пока не упустили свой шанс.