مقدمه ای بر حسگرهای الکتروشیمیایی در آشکارسازهای گاز

مقدمه ای بر حسگرهای الکتروشیمیایی در آشکارسازهای گاز

بخش قابل توجهی از گازهای قابل اشتعال، سمی و مضر آن دارای فعالیت الکتروشیمیایی هستند و می توانند به صورت الکتروشیمیایی اکسید یا احیا شوند. با استفاده از این واکنش ها می توان ترکیب گاز را تشخیص داد و غلظت گاز را تشخیص داد. سنسورهای گاز الکتروشیمیایی به زیر دسته های زیادی تقسیم می شوند:

(1) اصل سنسور گاز نوع باتری اصلی (همچنین به عنوان سنسور گاز نوع باتری کاوانی، سنسور گاز نوع سلول سوختی یا سنسور گاز نوع سلول خود به خود شناخته می شود) مانند باتری خشکی است که ما استفاده می کنیم، با این تفاوت که الکترود منگنز کربن باتری با یک الکترود گاز جایگزین می شود. با در نظر گرفتن یک حسگر اکسیژن به عنوان مثال، اکسیژن در کاتد کاهش می‌یابد و الکترون‌ها از طریق آمپرمتر به آند می‌روند، جایی که فلز سرب اکسید می‌شود. مقدار جریان مستقیماً با غلظت اکسیژن مرتبط است. این نوع سنسور می تواند به طور موثری اکسیژن، دی اکسید گوگرد، گاز کلر و غیره را تشخیص دهد.

(2) سنسور گاز نوع سلول الکترولیتی پتانسیل ثابت، که برای تشخیص گازهای کاهش دهنده بسیار موثر است. اصل آن با حسگر نوع باتری اصلی متفاوت است و واکنش الکتروشیمیایی آن تحت نیروی جریان رخ می دهد. این یک سنسور تحلیل کولن واقعی است. این نوع سنسور با موفقیت در تشخیص گازهایی مانند مونوکسید کربن، سولفید هیدروژن، هیدروژن، آمونیاک، هیدرازین و غیره استفاده شده است.

(3) سنسور گاز نوع باتری غلظت، با گاز فعال الکتروشیمیایی در هر دو طرف سلول الکتروشیمیایی، به طور خود به خود یک نیروی الکتروموتور غلظت تشکیل می دهد و بزرگی نیروی الکتروموتور به غلظت گاز مربوط می شود. نمونه‌های موفق چنین حسگرهایی، حسگرهای اکسیژن برای خودروها و حسگرهای دی‌اکسید کربن نوع الکترولیت جامد هستند.

(4) حسگر گاز جریان شدید نوعی حسگر است که غلظت اکسیژن را اندازه گیری می کند. از این اصل استفاده می کند که جریان شدید در سلول الکتروشیمیایی به غلظت حامل مربوط می شود تا حسگر غلظت اکسیژن (گاز) را تهیه کند که برای تشخیص اکسیژن در خودروها و تشخیص غلظت اکسیژن در فولاد مذاب استفاده می شود.