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    電化學傳感器原理詳解

    電化學傳感器原理詳解

    發布:2020-05-11 12:31:37

    說到電化學傳感器,可能很多人并不了解它,但其實早在二十世紀五十年代它就問世了,當時主要用于氧氣的檢測,后來它的功能逐漸寬廣,可以用于檢測毒氣等多種氣體。電化學傳感器主要由透氣膜、電極、電解質、過濾器組成。它的制造方法也是多種多樣的,當然這就是只有生產商才能決定的了。接下來,我主要給大家講解的是關于電化學傳感器的一些原理。

    電化學傳感器通過與被測氣體發生反應并產生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個薄電解層隔開。

    氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發生反應,然后是疏水屏障層,最終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發生反應,以形成充分的電信號,同時防止電解質漏出傳感器。

    穿過屏障擴散的氣體與傳感電極發生反應,傳感電極可以采用氧化機理或還原機理。這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進行催化。

    通過電極間連接的電阻器,與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動。測量該電流即可確定氣體濃度。由于該過程中會產生電流,電化學傳感器又常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。

    在實際中,由于電極表面連續發生電化發應,傳感電極電勢并不能保持恒定,在經過一段較長時間后,它會導致傳感器性能退化。為改善傳感器性能,人們引入了參考電極。

    參考電極安裝在電解質中,與傳感電極鄰近。固定的穩定恒電勢作用于傳感電極。參考電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒有電流流動。氣體分子與傳感電極發生反應,同時測量反電極,測量結果通常與氣體濃度直接相關。施加于傳感電極的電壓值可以使傳感器針對目標氣體。

    一般來說,電化學傳感器的預期壽命為一至三年,但利用得當的話可能會比預期時間要長很多。雖然電化學傳感器也需要電力支撐才能運作,但是相對于一般的傳感器而言,電化學傳感器所消耗的電源要小得多。以上便是我給大家歸納出來的一些關于電化學傳感器的知識信息了,可能不是很全面,但同樣希望這些信息能給大家帶來一些實質性幫助。
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