Was ist ein elektrochemischer Gassensor?

Warum einen elektrochemischen Gassensor verwenden?

Der elektrochemische Sensor ist eine der wichtigen Komponenten desGassensor. Elektrochemie bezieht sich hauptsächlich auf ihr Funktionsprinzip.

Es funktioniert, indem es eine chemische Reaktion mit dem gemessenen Gas herbeiführt und ein elektrisches Signal erzeugt, das proportional zur Gaskonzentration ist.

Die meisten elektrochemischen Gassensoren arbeiten im Diffusionsmodus und die Gasprobenmoleküle in der Umgebung strömen auf natürliche Weise durch die kleinen Löcher an der Vorderseite des Sensors, um in den Sensor einzudringen. Einige Geräte verfügen über eine Luftpumpe, um Luft- und Gasproben in den Sensor zu saugen und diese dann zu überwachen.

Um den Einfluss zu vermeiden und die Genauigkeit der Überwachung sicherzustellen, gelangen in die Poren des Hoi-Bereichs mit einer gasdurchlässigen Membranbarriere Wasserdampf und andere Verunreinigungen in den Sensor. Der Messbereich und die Empfindlichkeit des Sensors können durch Anpassung der Größe des Lufteinlasses während der Konstruktion geändert werden.

Ein großes Luftloch kann die Empfindlichkeit und Auflösung des Sensors verbessern, während ein kleiner Lufteinlass die Empfindlichkeit und Auflösung verringert, aber den Messbereich vergrößert.

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Gegenwärtig werden elektrochemische Sensoren häufig in den Bereichen Lebensmittelsicherheit, biologische Analyse, Lebensmedizin, Umweltüberwachung usw. eingesetzt. Elektrochemische Sensoren können Ozon, Formaldehyd, Kohlenmonoxid, Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, Stickstoffdioxid, Sauerstoff und andere Gase erkennen . HENGKO verfügt über verschiedene elektrochemische Sensoren, wie Sauerstoffsensoren, Schwefelwasserstoffsensoren, Kohlenmonoxidsensoren, Ammoniaksensoren, Kohlendioxidsensoren usw.

Darüber hinaus gibt esexplosionsgeschützte Scheiben, Gassensor-Atemschalen,Gassensormodule, Gassensorsonden, GasdetektorTon- und Lichtalarmkomponenten, Gastransmittermodule, Gassensoralarmzubehör usw., um den Anforderungen verschiedener Branchen gerecht zu werden.

Der beste elektrochemische Sensor ist der Sensor, der Sauerstoff erkennt. Schließlich wurde der früheste elektrochemische Sensor zunächst zur Sauerstoffüberwachung eingesetzt. Es verfügt über eine gute Selektivität, Zuverlässigkeit und lange Lebenserwartung. Andere elektrochemische Sensoren sind anfällig für Störungen durch andere Gase. Die Interferenzdaten werden unter Verwendung relativ niedriger Gaskonzentrationen berechnet.

In praktischen Anwendungen kann die Störkonzentration sehr hoch sein, was zu falschen Messwerten oder Fehlalarmen führen kann. Explosionsgeschützter, hochpräziser, störungsfreier industrieller Sauerstoffsensor von Hengge, gute Leistung, stabiler und zuverlässiger Betrieb, feste Installation und Wartung, einfache Bedienung, starke Entstörung, Bereich: 0-30 % VOL, Genauigkeit: ± 3 % (FS ), Wiederholungsleistung: ≤ 2 %, Auflösung: 1 % VOL, Reaktionszeit: ≤ 30 Sekunden, Schutzstufe kann IP65, IP66 erreichen.

Elektrochemische Sensorenhaben einen sehr geringen Bedarf an Betriebsenergie und haben von allen Arten von Gassensoren den geringsten Stromverbrauch. Daher wird dieser Sensor häufig auf engstem Raum eingesetzt. Im Allgemeinen beträgt die Lebenserwartung elektrochemischer Sensoren 1-3 Jahre. Allerdings hängt die Lebenserwartung des Sensors maßgeblich von der Umweltbelastung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ab, der er ausgesetzt ist. Daher sind die regelmäßige Überprüfung und Wartung elektrochemischer Sensoren wirksame Maßnahmen zur Verlängerung ihrer Lebensdauer.

Wissen Sie, wie ein elektrochemischer Sensor funktioniert?

Für diese Fragen sollten wir zunächst einige grundlegende Informationen wie Prinzip, Komponenten und Betriebsschritte kennen

Außerdem müssen Sie einige gängige Arten elektrochemischer Sensoren kennen. Überprüfen Sie dann die Details wie folgt:

Elektrochemische Sensoren werden häufig zur Erkennung und Quantifizierung verschiedener chemischer Substanzen eingesetzt, indem sie die Prinzipien der Elektrochemie nutzen. Hier ist ein allgemeiner Überblick über ihre Funktionsweise:

1. Grundprinzip:

Elektrochemische Sensoren messen das elektrische Potenzial oder den Strom, der aufgrund einer chemischen Reaktion an einer Elektrodenoberfläche entsteht.

2. Grundkomponenten:

* Arbeitselektrode (WE): Hier findet die interessierende elektrochemische Reaktion statt. Die Material- und Oberflächeneigenschaften dieser Elektrode sind entscheidend für die Sensorleistung.
* Referenzelektrode (RE): Sie stellt ein stabiles Referenzpotential bereit, anhand dessen das Potential der Arbeitselektrode gemessen wird.
* Gegenelektrode (CE oder Hilfselektrode): Sie schließt den Stromkreis und ermöglicht den Stromfluss zwischen der Arbeits- und der Gegenelektrode.
* Elektrolyt: Ein Medium, das die Bewegung von Ionen erleichtert und die elektrochemischen Reaktionen an den Elektroden unterstützt.

3. Bedienschritte:

* Kontakt mit dem Analyten: Wenn das Zielmolekül (oder der Analyt) der Arbeitselektrode ausgesetzt wird, kommt es zu einer elektrochemischen Reaktion – entweder wird es oxidiert (verliert Elektronen) oder reduziert (gewinnt Elektronen).
* Elektronentransfer: Bei dieser elektrochemischen Reaktion werden Elektronen zwischen dem Analyten und der Elektrode übertragen, wodurch ein messbares elektrisches Signal entsteht.
* Signalmessung: Das erzeugte elektrische Signal (entweder eine Potentialdifferenz oder ein Strom) wird dann gegen die stabile Referenz gemessen, die von der Referenzelektrode bereitgestellt wird.
* Dateninterpretation: Die Größe dieses elektrischen Signals steht in direktem Zusammenhang mit der Konzentration des Analyten. Durch den Vergleich des Signals mit einer Kalibrierungskurve oder die Verwendung des bekannten Verhaltens des Analyten kann seine Konzentration bestimmt werden.

4. Arten elektrochemischer Sensoren:

* Potentiometrische Sensoren: Messen Sie die Potenzialdifferenz zwischen Arbeits- und Referenzelektrode. pH-Meter sind gängige Beispiele.
* Amperometrische Sensoren: Messen den Strom, der aus der elektrochemischen Reaktion des Analyten an der Arbeitselektrode resultiert. Glukosemessgeräte verwenden üblicherweise amperometrische Sensoren.
* Impedimetrische Sensoren: Messen die Impedanz- oder Widerstandsänderung in der elektrochemischen Zelle bei Wechselwirkung mit dem Analyten.
* Konduktometrische Sensoren: Messen die Änderung der Leitfähigkeit der Elektrolytlösung bei Wechselwirkung mit dem Analyten.

5. Vorteile elektrochemischer Sensoren:

* Hohe Empfindlichkeit und Selektivität.
* Schnelle Reaktionszeit.
* Fähigkeit zum Betrieb in flüssiger und gasförmiger Phase.
* Fähigkeit, in trüben oder gefärbten Proben zu arbeiten.
* Oft tragbar und für Echtzeitanalysen geeignet.

6. Einschränkungen:

* Sensoren können durch Verunreinigungen verschmutzt oder vergiftet werden, was ihre Leistung beeinträchtigt.
* Eine Drift des Referenzelektrodenpotentials kann zu Fehlern führen.
* Einige erfordern eine regelmäßige Kalibrierung, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten.

Insgesamt hängt die Funktionalität elektrochemischer Sensoren vom spezifischen Design, den verwendeten Materialien und der Art der elektrochemischen Reaktion des Zielanalyten ab. Ihr breites Anwendungsspektrum reicht von der Umweltüberwachung und medizinischen Diagnostik bis zur Lebensmittelqualitätssicherung und darüber hinaus.