Принципи електрохемијских детектора гаса
Велики број запаљивих, токсичних и опасних гасова испољава електрохемијску активност и могу се електрохемијски оксидовати или редуковати. Ове реакције се користе за идентификацију гасних компоненти и мерење концентрације гаса. Електрохемијски сензори гаса спадају у неколико поткатегорија:
⑴ Гасни сензори са галванским ћелијама (познати и као сензори горивих ћелија или сензори типа батерија са сопственим напајањем). Њихов принцип рада је сличан оном код обичних батерија са сувим ћелијама, осим што су електроде угљеника и мангана замењене електродама које детектују гас. Узимајући за пример сензор кисеоника, кисеоник се смањује на катоди. Електрони теку кроз амперметар до аноде, где се оксидира оловни метал. Величина струје је директно пропорционална концентрацији кисеоника. Овај тип сензора може ефикасно детектовати кисеоник, сумпор диоксид, хлор и друге гасове.
⑵ Сензори гаса електролитичке ћелије са контролисаним потенцијалом. Ови сензори раде веома добро за откривање редукционих гасова. За разлику од сензора галванских ћелија, њихове електрохемијске реакције се одвијају под примењеном електричном струјом, што их чини правим сензорима за кулометријску анализу. Имају широку примену за детекцију угљен-моноксида, водоник-сулфида, водоника, амонијака, хидразина и других гасова и представљају главни сензор за мерење токсично-опасних гасова.
⑶ Сензори гаса у ћелијама концентрације. Електрохемијски активни гасови на две стране електрохемијске ћелије спонтано стварају електромоторну силу зависну од концентрације. Величина ове електромоторне силе је у корелацији са концентрацијом гаса. Типични практични примери укључују аутомобилске сензоре кисеоника и сензоре угљен-диоксида са чврстим електролитом.
⑷ Сензори гаса за ограничавање струје. Одређени сензори концентрације кисеоника су изграђени на принципу да се гранична струја унутар електрохемијске ћелије односи на концентрацију носача. Користе се за мерење кисеоника у аутомобилима и за детекцију садржаја кисеоника у истопљеном челику.
