Εισαγωγή σε ηλεκτροχημικούς αισθητήρες για ανιχνευτές αερίου
Ένα σημαντικό μέρος των εύφλεκτων, τοξικών και επιβλαβών αερίων έχουν ηλεκτροχημική δραστηριότητα και μπορεί να οξειδωθεί ή να μειωθεί ηλεκτροχημικά. Χρησιμοποιώντας αυτές τις αντιδράσεις, η σύνθεση του αερίου μπορεί να διακριθεί και να ανιχνευθεί η συγκέντρωση αερίου. Οι αισθητήρες ηλεκτροχημικού αερίου χωρίζονται σε πολλές υποκατηγορίες:
(1) Η αρχή του αρχικού αισθητήρα αερίου τύπου μπαταρίας (γνωστός και ως αισθητήρας αερίου Cavani μπαταρίας, αισθητήρα αερίου κυψέλης καυσίμου ή αισθητήρα αυθόρμητου κυττάρου κυττάρου) είναι η ίδια με την ξηρή μπαταρία που χρησιμοποιούμε, εκτός από το ότι το ηλεκτρόδιο του μαγγανίου άνθρακα της μπαταρίας αντικαθίσταται από ένα ηλεκτρόδιο αερίου. Λαμβάνοντας έναν αισθητήρα οξυγόνου ως παράδειγμα, το οξυγόνο μειώνεται στην κάθοδο και τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσα από ένα αμπερόμετρο στην άνοδο, όπου το μεταλλικό μόλυβδο οξειδώνεται. Το μέγεθος του ρεύματος σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση οξυγόνου. Αυτός ο τύπος αισθητήρα μπορεί να ανιχνεύσει αποτελεσματικά το οξυγόνο, το διοξείδιο του θείου, το αέριο χλωρίου κ.λπ.
(2) Αισθητήρας αερίου τύπου ηλεκτρολυτικού κυττάρου, ο οποίος είναι πολύ αποτελεσματικός για την ανίχνευση μειωμένων αερίων. Η αρχή του είναι διαφορετική από τον αρχικό αισθητήρα τύπου μπαταρίας και η ηλεκτροχημική αντίδρασή του συμβαίνει κάτω από τη δύναμη του ρεύματος. Είναι ένας πραγματικός αισθητήρας ανάλυσης Coulomb. Αυτός ο τύπος αισθητήρα έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην ανίχνευση αερίων όπως το μονοξείδιο του άνθρακα, το υδρόθειο, το υδρογόνο, η αμμωνία, η υδραζίνη κλπ. Είναι σήμερα ο κύριος αισθητήρας για την ανίχνευση τοξικών και επιβλαβών αερίων.
(3) Ο αισθητήρας αερίου τύπου μπαταρίας συγκέντρωσης, με ηλεκτροχημικά ενεργό αέριο και στις δύο πλευρές του ηλεκτροχημικού κυττάρου, θα σχηματίσει αυθόρμητα μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη συγκέντρωσης και το μέγεθος της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης σχετίζεται με τη συγκέντρωση του αερίου. Τα επιτυχημένα παραδείγματα τέτοιων αισθητήρων είναι αισθητήρες οξυγόνου για αυτοκίνητα και αισθητήρες διοξειδίου του άνθρακα τύπου ηλεκτρολύτη.
(4) Ο αισθητήρας αερίου ακραίου ρεύματος είναι ένας τύπος αισθητήρα που μετρά τη συγκέντρωση οξυγόνου. Χρησιμοποιεί την αρχή ότι το ακραίο ρεύμα στο ηλεκτροχημικό κύτταρο σχετίζεται με τη συγκέντρωση φορέα για την παρασκευή ενός αισθητήρα συγκέντρωσης οξυγόνου (αερίου), ο οποίος χρησιμοποιείται για ανίχνευση οξυγόνου σε αυτοκίνητα και ανίχνευση συγκέντρωσης οξυγόνου σε τετηγμένο χάλυβα.
