Classificazione degli strumenti elettrochimici per la rilevazione di gas
Una parte considerevole dei gas infiammabili, tossici e nocivi ha attività elettrochimica e può essere ossidata o ridotta elettrochimicamente. Utilizzando queste reazioni è possibile distinguere i componenti del gas e rilevarne la concentrazione. I sensori di gas elettrochimici sono suddivisi in molte sottocategorie:
(1) Sensori di gas del tipo a batteria primaria (noti anche come sensori di gas del tipo a batteria galvanica, alcuni sono anche chiamati sensori di gas del tipo a cella a combustibile e alcuni sono chiamati sensori di gas del tipo a batteria spontanea). Il loro principio è simile a quello delle batterie a secco che utilizziamo. Tuttavia, gli elettrodi di carbonio-manganese della batteria vengono sostituiti da elettrodi di gas. Prendendo come esempio un rilevatore 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, cloro, ecc.
(2) Sensori di gas del tipo a cella elettrolitica a potenziale costante. Questo tipo di sensore è molto efficace per rilevare i gas riducenti. Il suo principio è diverso da quello del sensore del tipo batteria primaria. La sua reazione elettrochimica avviene sotto la coercizione della corrente ed è un vero sensore di analisi coulometrica. Questo tipo di sensore è stato utilizzato con successo nel rilevamento di gas come monossido di carbonio, idrogeno solforato, idrogeno, ammoniaca, idrazina, ecc. ed è attualmente il sensore principale nei rilevatori di gas tossici e nocivi.
(3) Sensori di gas del tipo a cella di concentrazione. I gas con attività elettrochimica su entrambi i lati della cella elettrochimica formeranno spontaneamente una forza elettromotrice con differenza di concentrazione e l'entità della forza elettromotrice è correlata alla concentrazione del gas. Un esempio riuscito di questo tipo di sensore è il sensore di ossigeno utilizzato nelle automobili e il rilevatore di anidride carbonica del tipo ad elettrolita solido.
(4) Sensori di gas di tipo limitazione della corrente. Esiste un tipo di sensore per misurare la concentrazione di ossigeno che utilizza il principio secondo cui la corrente limite nella cella elettrochimica è correlata alla concentrazione del portatore per preparare un sensore di concentrazione di ossigeno (gas), che viene utilizzato per il rilevamento dell'ossigeno nelle automobili e per il rilevamento della concentrazione di ossigeno nell'acciaio fuso.
