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有毒氣體檢測(cè)儀中的電化學(xué)傳感器工作原理
電化學(xué)傳感器通過(guò)與被測(cè)氣體發(fā)生電化學(xué)或還原反應(yīng),將兩個(gè)反應(yīng)電極——工作電極和對(duì)電極以及一個(gè)參比電極防置在特定電解液中,然后在反應(yīng)電極之間加上足夠的電壓,使透過(guò)涂有重金屬催化劑薄膜的待測(cè)氣體進(jìn)行氧化還原反應(yīng),再通過(guò)儀器中的電路系統(tǒng)測(cè)量氣體電解時(shí)產(chǎn)生的電流,然后由其中的微處理器計(jì)算出氣體的濃度。
有毒氣體檢測(cè)儀中電化學(xué)氣體傳感器的分類(lèi):
(1)原電池型氣體檢測(cè)儀(也稱:加伏尼電池型氣體傳感器,也有稱燃料電池型氣體傳感器,也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器),他們的原理行同我們用的干電池,只是,電池的碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例,氧在陰極被還原,電子通過(guò)電流表流到陽(yáng)極,在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測(cè)氧氣、二氧化硫、氯氣等。
(2)恒定電位電解池型氣體檢測(cè)儀,這種傳感器用于檢測(cè)還原性氣體非常有效,它的原理與原電池型傳感器不一樣,它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強(qiáng)制下發(fā)生的,是一種真正的庫(kù)侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于:一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測(cè)之中,是目前有毒有害氣體檢測(cè)的主流傳感器。
(3)濃差電池型氣體檢測(cè)儀,具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè),會(huì)自發(fā)形成濃差電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的大小與氣體的濃度有關(guān),這種傳感器的成功實(shí)例就是汽車(chē)用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。
(4)極限電流型氣體檢測(cè)儀,有一種測(cè)量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧(氣)濃度傳感器,用于汽車(chē)的氧氣檢測(cè),和鋼水中氧濃度檢測(cè)。