说明:
有很多朋友问电化学传感器的问题。朋友们的信息反馈有一些很专业,很到位,有一些信息我无法很快捕捉到问题的关键点。经过分析,我发现很大一部分是和对传感器参数的理解相关。下面对传感器的参数一一作解释,统一标准,从而降低客户的沟通成本。1. 量程范围(RANGE)定义:能够保证传感器规格书所列各项参数的最高气体浓度。问:量程范围有多宽?答:不同的气体传感器都有各自的量程范围,低至1PPM,高至100%VOL。1PPM量程的传感器是测量特毒的毒气,100%VOL量程的是测量高浓氧气。医疗氧传感器的量程比较特殊,例如:200,000%mbar,这个单位的意思是在大约2个标准大气压下,传感器最高能测到100%VOL,计算式为2,000mbar*100%VOL=200,000%mbar。(1标准大气压=1013mbar)问:输出和气体浓度是什么关系?答:EC传感器有的是电流源,即输出电流和被测气体浓度成正比;有的是电压源,即输出电压和气体浓度成正比。这种“成正比”的关系在仪表行业称为“线性”,即被测气体浓度和输出电流或电压成线性。问:什么是过载量程?答:有些传感器的规格书上除了量程,还有一个参数叫“过载量程”(OVERLOAD RANGE)。这个参数是告诉用户:在这个浓度下,传感器可以短时间(几分钟)测量而传感器不会永久性损坏,但性能无法符合规格书上所列参数。如果超过过载量程,会造成传感器永久损坏。2. 灵敏度(SENSITIVITY)定义:被测气体改变一个单位浓度,传感器输出电流或电压的改变量。问:灵敏度单位是什么?答:对毒气传感器来说,最常见的单位是nA/PPM或uA/PPM。对常量氧传感器来说,其单位是uA@20.9%VOL O2,意思是在空气中,输出的电流是多少微安。对微量氧传感器来说,其单位是mV@20.9%VOL O2,当然,我不赞成微量氧传感器放在空气中测试,因为微量氧传感器...
说明:
电化学式气体传感器包括离子电极型、定电位型和珈伐尼电池型等。1、 离子电极型气体传感器 由电解液、固定参照电极和PH电极组成。通过透气膜使被测气体和外界达到平衡,在电解液中达到如下化学平衡(以被测气体为CO2为例)。 CO2+H2O=H++HCO3- 根据质量作用法则,HCO3- 的浓度一定和在设定的范围内H+ 浓度和CO2分压成比例,根据PH值才能知道CO2的浓度。适当的组合电解液和电极,可以检测多种气体。如NH3、SO2、NO2(PH电极)HCN(Ag电极)、卤素(卤化物电极)等传感器已实用化。2、 珈伐尼电池式气体传感器 已氧传感器为例。这种传感器由隔离膜、铅电极(阳)、电解液和白金电极(阴)组成一个珈伐尼电池。当被测气体通过聚四氟乙烯隔膜扩散到达负极表面时,即可发生还原反应。在白金电极上被还原成OH- 离子,阳极上铅被氧化成Pb(OH)2,溶液中产生电流。这时流过外电路的电流和透过聚四氟乙烯膜的氧的速度成比例,阴极上氧分压几乎为零,氧透过的速度和外部的氧分压成比例。3、 定位电解法气体传感器 定位电解法气体传感器又称控制电位电解法气体传感器。它是由工作电极、辅助电极、参比电极以及聚四氟乙烯制...
说明:
我们需要定期用校准气检查电化学传感器或整个仪器的性能,当传感器的灵敏度低于其初始值的50%或响应时间过高时更换传感器。使用气体传感器在与预期用途最相似的条件下校准设备,在应用中使用代表气体基质的气体混合物,执行量程校准与目标气体。在一些罕见的情况下,可以使用不同气体的交叉敏感性。 使用仅在氮气中平衡的校准气体即没有氧气是完全没有问题的。传感器内部有足够的氧气一段时间的校准。使用完全干燥的校准气体混合物是不危险的。在校准的时间内传感器不会变干。DDS气体传感器可在3分钟之内完成校准/测量打开。必须先建立一个可能的偏置电压,并且传感器必须是适应环境温度。开始进行校准/测量基准稳定。校准间隔取决于应用程序,环境等因素的数量条件,规定和准确性要求。传感器的长期输出漂移在恒定的条件下随时间变小。 输出信号(灵敏度)和传感器的基线是温度相关的参数。一般来说,灵敏度随着温度的升高而增加,在-40℃时比在室温下低得多。基本上,这是由气体的性质和传感器内部的化学反应给出的。 对于一些气体,基线与零点不同,主要是在高温下特别是有偏差的传感器,强烈建议整体获取温度依赖曲线仪器。 采样系统,电子学,电子学与电子学的交互传感器,都对最终的温度依赖性产生重大影响测量读数。
说明:
电化学硫化氢传感器是一种识别硫化氢气体的化学参数与传导系统连结起来的装置,能有效检测进入密闭空间和在其间工作时遇到的硫化氢气体。在生活中,有效应用多种高要求的场合,包括化工行业,钢铁行业的固定点测量系统。工作原理 电化学硫化氢气体传感器根据电化学的原理工作,利用待测气体在电解池中工作电极上的电化学氧化过程,通过电子线路将电解池的工作电极和参比电极恒定在一个适当的电位,在该电位下可以发生待测气体的电化学氧化,由于氧在氧化和还原反应时所产生的法拉第电流很小,可以忽略不计,于是待测气体电化学反应所产生的电流与其浓度成正比并遵循法拉第定律。这样,通过测定电流的大小就可以确定待测气体的浓度。功能特点1、特点(1)低功耗;(2)高精度;(3)高灵敏度;(4)线性范围宽;(5)抗干扰能力强;(6)优异的重复性和稳定性;(7)广泛适合工业、矿下及环保中H2S的检测。2、功能 化学传感器主要由两部分组成:识别系统和传导或转换系统。识别系统反待测物的某一化学参数(常常是浓度)与传导系统连结起来。它主要具有两种功能:选择性地与待测物发生作用,反所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此,化学传感器研究的主要问题就是分子识别系统的选择以及如何反分子识别系统与合适的传导系统相连续。化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号,并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式,传送到电子系统进行放大或进行转换输出,最终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号,检测出样品中待测物的量。市场应用 电化学硫化氢传感器是一种硫化氢气体的特定电化学传感器,在市场上发展广泛。目前,对于干扰...
说明:
电化学一氧化碳气体传感器采用密闭结构设计,其结构是由电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线(管脚)、壳体等部分组成。详见结构示意图。 一氧化碳气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能,与相应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。 如结构示意图所示,当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为: CO+H2O→CO2+2H++2e- 在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为: 1/2O2+2H++2e-→H2O 因此,传感器内部就发生了氧化-还原的可逆反应。其化学反应式为: 2CO+2O2→2CO2 这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,并在电极间产生电位差。 但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制了对一氧化碳浓度可检测的范围。 为了维持极间电位的恒定,我们加进了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端所反应出的是参比电极和工作电极之间的电位变化, 由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路丈量传感器输出电流的大小,便可检测出一氧化碳的浓度,并且有很...