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【炜盛专讲系列三】电化学传感器的基本概述

时间:2015-11-06 17:19来源:炜盛科技 作者:炜盛科技 点击:

1.简介

电化学气体传感器属于化学类传感器中的一种,其类型主要有三种:伽伐尼电池式传感器、定电位电解式气体传感器及燃料电池型气体传感器。电化学传感器具有响应速度快、功耗低、线性好、可以定量检测等特点,广泛受到市场的青睐。其敏感体主要是由贵金属催化剂材料制成的,其中应用更为广泛常见的催化剂是铂、金、钌、碳等,通过将膜电极及电解液灌封而成。

2.原理

电化学传感器,顾名思义,是通过发生化学反应对外输出电流信号。气体在电极上发生电化学反应并释放电荷形成电流,产生的电流大小与气体浓度成正比并遵循法拉第定律,通过测定电流的大小即可判定气体的浓度。

3.分类(以我公司传感器为基础)

按照实际用途,我司将电化学气体传感器分为三类:

(1)民用型

此类型传感器主要是用于安防、家报领域,严格准确的检测家庭中有毒气体的实时浓度,为日常人身安全提供了可靠的保障。其代表型传感器为一氧化碳传感器(ME2-CO、ME2-CH2O)。从外形图上看,传感器仅有两个电极,即工作电极和对电极,结构较为简单,使用方便,检测浓度可达到PPm级别,准确度较高。

(2)工业品传感器

此类型传感器主要用于工矿类,畜牧业等行业,用来检测作业中产生的毒气浓度。比如硫化氢、氨气、氯气等。近年来对于致癌物质的苯等有机物,人们格外的关注,我司研发的ETO传感器,对于有机物的检测有很好的效果,检测浓度可达到PPm级别,准确度高。观察其外形,可以看到,工业品传感器与民用传感器明显的区别就在于其电极的数量。工业用传感器电极有三个,较民用传感器多出一个参比电极,其提高了检测的准确度以及稳定性。右下图传感器表观看有四个电极,但是实际有效电极也为三个,与三电极体系原理一样。

(3)大气监测传感器

此类型传感器是用于大气监测领域。由于当下经济发展迅速,空气质量也受到不同程度的影响,个别地区空气已经受到严重污染。因此随着国家和人们对于空气质量的看重,大气监测亟需进行。但是由于大气环境中有毒气体浓度极低,常规传感器已经不能满足需求,因此我司应时事需求,快速研发出可以检测PPb级别毒气的电化学传感器,填补了国内此项技术的空白,其代表性的传感器为ME4-CO-E4、ME4-Cl2-E4等。

4.应用中注意事项

电化学传感器对于应用过程有一定的要求,客户使用时应注意以下几点:

① 管脚禁止折断和弯曲;

② 使用前老化时间不少于48小时;

③ 传感器避免接触有机溶剂(包括硅橡胶及其它胶粘剂)、涂料、药剂、燃料油类及高浓度气体;

④ 所有电化学传感器不可用树脂材料完全封装,也不可浸没在无氧环境中,否则会损害传感器的性能;

⑤ 所有电化学传感器不可长时间应用于含有腐蚀性气体的环境中,腐蚀性气体可以损害传感器;

⑥ 气体零点测定时,须在洁净的大气中进行;

⑦ 传感器上方防水透气膜严禁揭开、破损;

⑧ 传感器不可受到过度的撞击或震动;

⑨ 外壳有损伤、变形等情况下请勿使用;

⑩ 禁止用热熔胶或者固化温度高于80℃以上的密封胶封装传感器;