Comprendere il circuito del sensore di gas elettrochimico GDS
il sensore di gas elettrochimico misura la concentrazione di un gas bersaglio utilizzando reazioni di ossidazione o riduzione per generare un flusso di corrente positivo o negativo attraverso un circuito esterno. I componenti di base di un sensore elettrochimico includono un elettrodo “funzionante”, un elettrodo “contatore” e nella maggior parte dei casi un elettrodo “di riferimento”. Questi componenti sono combinati all’interno dell’alloggiamento del sensore con un elettrolita liquido. La parte superiore del sensore ha una membrana e un orifizio di limitazione della diffusione attraverso il quale l’aria ambiente interagisce con l’elettrolito del sensore.
Come funzionano i sensori di gas elettrochimici?
Quando il gas si diffonde attraverso la membrana ed entra in contatto con l’elettrolita, si verifica una reazione elettrochimica. Una reazione di ossidazione provoca flusso di corrente dall’elettrodo di lavoro al contatore elettrodo, mentre una reazione di riduzione si traduce in flusso di corrente nella direzione opposta. L’entità di questo flusso di corrente è proporzionale alla quantità di gas presente ed è misurata da un circuito esterno del sensore di gas elettrochimico. Questa corrente viene amplificata, filtrata ed elaborata per ottenere una lettura calibrata nelle unità di ingegneria. La maggior parte dei sensori elettrochimici emette corrente zero quando non è presente alcun gas bersaglio e, a differenza dei sensori catalitici, non è necessaria una regolazione del bilanciamento o dello zero.
Un sensore di gas elettrochimico è disponibile per quasi tutti i gas bersaglio, e in una vasta gamma di sensibilità, come ad esempio un sensore di CO elettrochimico ad alta precisione. Sebbene siano progettati per essere il più specifici possibile, la maggior parte dei sensori elettrochimici risponderà in qualche modo a gas diversi dal gas bersaglio. Questo è chiamato cross-sensitivity ed è il risultato della reazione dell’elettrolita del sensore con gas che sono più chimicamente attivi del gas bersaglio. In alcuni casi, alcuni gas possono anche causare una reazione inversa nella chimica del sensore che può mascherare la presenza del gas bersaglio. L’uso di filtri e tensione di polarizzazione applicata al sensore durante il funzionamento può ridurre l’effetto della sensibilità incrociata.
Poiché i sensori elettrochimici dipendono da processi chimici i cui tassi sono proporzionali alla temperatura, l’uscita della maggior parte dei sensori elettrochimici varierà con la temperatura e si consiglia una qualche forma di compensazione della temperatura se il sensore deve fornire letture affidabili su un’ampia gamma di condizioni ambientali.
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