關(guān)于電化學(xué)傳感器工作原理特性形成的電流轉(zhuǎn)換

2022年08月22日 11:37:11人氣：625來源：深圳市藤倉自動化有限公司

　　電化學(xué)傳感器是在離子傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上制成的。根據(jù)其電特性的形成，電化學(xué)傳感器可分為電位傳感器、電導(dǎo)傳感器、電傳感器、極譜傳感器和電解傳感器。電化學(xué)傳感器主要用于分析氣體、液體或溶解在液體中的固體成分，測量液體的pH值、電導(dǎo)率和氧化還原電位。

　　隨著電子技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展，各種類型的傳感器越來越多地應(yīng)用于各個行業(yè)?；陔娀瘜W(xué)原理的傳感器已廣泛應(yīng)用于化工、煤炭、環(huán)保、衛(wèi)生等部門的有害氣體檢測。電化學(xué)傳感器因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而在有害氣體檢測中發(fā)揮著重要作用。

　　所謂電化學(xué)傳感器，是指被測氣體進入后，在傳感器內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而將被測氣體的側(cè)含量轉(zhuǎn)化為電流(或電壓)信號并輸出。然而，即使傳感器處于清潔的環(huán)境空氣中，傳感器的輸出信號也常常不為零。通常，這個電流信號被稱為背景電流或初始電流。這是一個隨機信號，其不穩(wěn)定性首先受溫度變化的影響，其次與作用時間有關(guān)。該值有時比檢測到的信號大幾倍。因此，消除傳感器背景電流的影響是提高測量精度的重要環(huán)節(jié)，必須引起重視。

　　消除電化學(xué)傳感器背景電流影響的方法很多。在一些袖珍便攜式有害氣體檢測儀中，通常采用硬件補償，即在傳感器的檢測電路中加入適當(dāng)?shù)难a償電路。

　　電化學(xué)傳感器通過與被測氣體反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成比例的電信號來工作。典型的電化學(xué)傳感器由被薄電解層隔開的傳感電極和反電極組成。

關(guān)于電化學(xué)傳感器工作原理特性形成的電流轉(zhuǎn)換(圖1)

　　首先，氣體通過微小的毛細(xì)管開口與傳感器發(fā)生反應(yīng)，然后是疏水阻擋層，最后到達電極表面。使用這種方法，適量的氣體可以與傳感器電極反應(yīng)形成足夠的電信號，同時可以防止電解液從傳感器中泄漏出來。

　　通過阻擋層擴散的氣體與傳感器電極反應(yīng)，傳感器電極可以采用氧化機制或還原機制。這些反應(yīng)由為被測氣體設(shè)計的電極材料催化。

　　通過連接在電極之間的電阻器，與待測氣體濃度成比例的電流將在陽極和陰極之間流動。氣體濃度可以通過測量電流來確定。由于在這個過程中產(chǎn)生電流，電化學(xué)傳感器通常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。

　　在實際應(yīng)用中，由于電極表面不斷發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，感應(yīng)電極的電位不可能保持恒定。時間長了傳感器性能會下降。為了提高傳感器的性能，引入了參比電極。

　　參比電極安裝在電解液中，與傳感電極相鄰。一個穩(wěn)定的恒定電位作用在傳感電極上。參考電極可以在感測電極上保持這個固定的電壓值。參比電極之間沒有電流流動。氣體與傳感電極反應(yīng)，同時測量反電極。測量結(jié)果通常與氣體濃度直接相關(guān)。施加到傳感器電極的電壓可以使傳感器瞄準(zhǔn)目標(biāo)氣體。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)傳感器電感器電導(dǎo)率氣體檢測有害氣體檢測儀

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