Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες αερίων για ανιχνευτές αερίων
Ένα σημαντικό μέρος των εύφλεκτων, τοξικών και επιβλαβών αερίων του έχει ηλεκτροχημική δραστηριότητα και μπορεί να οξειδωθεί ή να αναχθεί ηλεκτροχημικά. Χρησιμοποιώντας αυτές τις αντιδράσεις, μπορεί να διακριθεί η σύνθεση του αερίου και να ανιχνευθεί η συγκέντρωση αερίου. Υπάρχουν πολλές υποκατηγορίες ηλεκτροχημικών αισθητήρων αερίων:
(1) Η αρχή των αισθητήρων αερίου τύπου κύριας κυψέλης (επίσης γνωστοί ως αισθητήρες αερίου τύπου κυψελών Gavoni, αισθητήρες αερίου τύπου κυψελών καυσίμου και αισθητήρες αερίου τύπου κυψελών αυθόρμητων) είναι η ίδια με αυτή των ξηρών μπαταριών που χρησιμοποιούμε, με τη διαφορά ότι το μαγγάνιο άνθρακα Το ηλεκτρόδιο της μπαταρίας αντικαθίσταται από ένα ηλεκτρόδιο αερίου. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα έναν αισθητήρα οξυγόνου, το οξυγόνο μειώνεται στην κάθοδο και τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω του αμπερόμετρου προς την άνοδο, όπου το μέταλλο μολύβδου οξειδώνεται. Το μέγεθος του ρεύματος σχετίζεται άμεσα με τη συγκέντρωση του οξυγόνου. Αυτός ο τύπος αισθητήρα μπορεί να ανιχνεύσει αποτελεσματικά το οξυγόνο, το διοξείδιο του θείου, το αέριο χλώριο κ.λπ.
(2) Ο αισθητήρας αερίου τύπου ηλεκτρολυτικής κυψέλης σταθερού δυναμικού είναι πολύ αποτελεσματικός στην ανίχνευση αναγωγικών αερίων. Η αρχή του είναι διαφορετική από αυτή ενός κύριου αισθητήρα τύπου μπαταρίας. Η ηλεκτροχημική του αντίδραση λαμβάνει χώρα υπό τη δύναμη του ρεύματος, καθιστώντας τον πραγματικό αισθητήρα για ανάλυση Coulomb. Αυτός ο τύπος αισθητήρα έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην ανίχνευση αερίων όπως μονοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο, υδρογόνο, αμμωνία, υδραζίνη, κ.λπ. Αυτή τη στιγμή είναι ο κύριος αισθητήρας για την ανίχνευση τοξικών και επιβλαβών αερίων.
(3) Ο αισθητήρας αερίου τύπου μπαταρίας διαφοράς συγκέντρωσης, ο οποίος έχει ηλεκτροχημική δραστηριότητα, σχηματίζει αυθόρμητα μια ηλεκτροκινητική δύναμη διαφοράς συγκέντρωσης και στις δύο πλευρές της ηλεκτροχημικής μπαταρίας. Το μέγεθος της ηλεκτροκινητικής δύναμης σχετίζεται με τη συγκέντρωση του αερίου. Επιτυχημένα παραδείγματα τέτοιων αισθητήρων είναι οι αισθητήρες οξυγόνου για αυτοκίνητα και οι αισθητήρες διοξειδίου του άνθρακα τύπου στερεού ηλεκτρολύτη.
(4) Ένας αισθητήρας αερίου τύπου ακραίου ρεύματος είναι ένας τύπος αισθητήρα που μετρά τη συγκέντρωση οξυγόνου. Χρησιμοποιεί την αρχή ότι το ακραίο ρεύμα στο ηλεκτροχημικό στοιχείο σχετίζεται με τη συγκέντρωση του φορέα για να παρασκευάσει έναν αισθητήρα συγκέντρωσης οξυγόνου (αερίου), ο οποίος χρησιμοποιείται για ανίχνευση οξυγόνου στα αυτοκίνητα και ανίχνευση συγκέντρωσης οξυγόνου σε λιωμένο χάλυβα.
Αισθητήρας υπέρυθρων αερίων
Τα περισσότερα αέρια έχουν χαρακτηριστικές κορυφές απορρόφησης στη μέση υπέρυθρη περιοχή. Ανιχνεύοντας την απορρόφηση στη θέση της χαρακτηριστικής κορυφής απορρόφησης, μπορεί να προσδιοριστεί η συγκέντρωση ενός συγκεκριμένου αερίου.
Αυτός ο τύπος αισθητήρα ήταν ένα μεγάλο αναλυτικό όργανο, αλλά τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας αισθητήρων που βασίζεται στην τεχνολογία MEMS, ο όγκος αυτού του αισθητήρα μειώθηκε από έναν γίγαντα 10 λίτρων, 45 κιλών σε περίπου 2 χιλιοστόλιτρα (αντίχειρας Μέγεθος). Η χρήση ανιχνευτών υπερύθρων που δεν απαιτούν διαμόρφωση των πηγών φωτός καθιστά το όργανο εντελώς απαλλαγμένο από μηχανικά κινούμενα μέρη και εντελώς χωρίς συντήρηση. Οι αισθητήρες υπέρυθρων αερίων μπορούν να διακρίνουν αποτελεσματικά τον τύπο του αερίου και να μετρήσουν με ακρίβεια τη συγκέντρωση αερίου.
Αυτός ο αισθητήρας έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την ανίχνευση διοξειδίου του άνθρακα και μεθανίου.
