Sensori di gas elettrochimici per rilevatori di gas
Una parte considerevole dei suoi gas infiammabili, tossici e nocivi ha attività elettrochimica e può essere ossidata o ridotta elettrochimicamente. Utilizzando queste reazioni, è possibile distinguere la composizione del gas e rilevarne la concentrazione. Esistono molte sottocategorie di sensori di gas elettrochimici:
(1) Il principio dei sensori di gas del tipo a cella primaria (noti anche come sensori di gas del tipo a cella Gavoni, sensori di gas del tipo a cella a combustibile e sensori di gas del tipo a cella spontanea) è lo stesso delle batterie a secco che utilizziamo, tranne che il carbonio-manganese L'elettrodo della batteria viene sostituito da un elettrodo a gas. Prendendo come esempio un sensore di ossigeno, l'ossigeno viene ridotto al catodo e gli elettroni fluiscono attraverso l'amperometro fino all'anodo, dove il piombo metallico viene ossidato. L'entità della corrente è direttamente correlata alla concentrazione di ossigeno. Questo tipo di sensore può rilevare efficacemente ossigeno, anidride solforosa, gas di cloro, ecc.
(2) Il sensore di gas del tipo a cella elettrolitica a potenziale costante è molto efficace nel rilevare i gas riducenti. Il suo principio è diverso da quello di un sensore del tipo a batteria primaria. La sua reazione elettrochimica avviene sotto la forza della corrente, rendendolo un vero sensore per l'analisi di Coulomb. Questo tipo di sensore è stato utilizzato con successo nel rilevamento di gas come monossido di carbonio, idrogeno solforato, idrogeno, ammoniaca, idrazina, ecc. Attualmente è il sensore tradizionale per il rilevamento di gas tossici e nocivi.
(3) Il sensore di gas del tipo a batteria con differenza di concentrazione, che ha attività elettrochimica, forma spontaneamente una forza elettromotrice con differenza di concentrazione su entrambi i lati della batteria elettrochimica. L'entità della forza elettromotrice è correlata alla concentrazione del gas. Esempi di successo di tali sensori sono i sensori di ossigeno per automobili e i sensori di anidride carbonica del tipo ad elettrolita solido.
(4) Un sensore di gas di tipo a corrente estrema è un tipo di sensore che misura la concentrazione di ossigeno. Utilizza il principio secondo cui la corrente estrema nella cella elettrochimica è correlata alla concentrazione del portatore per preparare un sensore di concentrazione di ossigeno (gas), utilizzato per il rilevamento dell'ossigeno nelle automobili e per il rilevamento della concentrazione di ossigeno nell'acciaio fuso.
Sensore di gas a infrarossi
La maggior parte dei gas presenta picchi di assorbimento caratteristici nella regione del medio infrarosso. Rilevando l'assorbimento in corrispondenza del picco di assorbimento caratteristico, è possibile determinare la concentrazione di un determinato gas.
Questo tipo di sensore era un grande strumento analitico, ma negli ultimi anni, con lo sviluppo dell'industria dei sensori basata sulla tecnologia MEMS, il volume di questo sensore è diminuito da un gigante di 10 litri e 45 chilogrammi a circa 2 millilitri (pollice misurare). L'utilizzo di rilevatori ad infrarosso che non necessitano di modulazione delle sorgenti luminose rende lo strumento completamente esente da parti meccaniche in movimento e completamente esente da manutenzione. I sensori di gas a infrarossi possono distinguere efficacemente il tipo di gas e misurarne accuratamente la concentrazione.
Questo sensore è stato utilizzato con successo per la rilevazione di anidride carbonica e metano.
