Elektrochemische gassensoren genereren door een chemische reactie met specifieke gassen een elektrische stroom om gaslekken op te sporen en de concentratie ervan te meten. Ze bestaan uit een inlaat-, detectie- en steungedeelte en vereisen regelmatig onderhoud en kalibratie om nauwkeurige metingen en betrouwbaarheid te garanderen. Deze sensoren spelen een belangrijke rol bij de veiligheid en milieubescherming op industriële locaties, woningen, milieumonitoringsystemen en meer.
Elektrochemische gassensoren zijn apparaten die een elektrische stroom gebruiken die wordt gegenereerd door een chemische reactie om specifieke gassen te detecteren. Ze detecteren gaslekken en meten de concentratie door de hoeveelheid stroom te meten die wordt gegenereerd wanneer het binnenkomende gas in wisselwerking staat met de elektroden van de sensor in een redoxreactie.
Elektrochemische gassensoren bestaan doorgaans uit een inlaat-, een detectie- en een steungedeelte. Het inlaatgedeelte is verantwoordelijk voor het uitfilteren van andere onzuiverheden dan het gas dat u wilt detecteren wanneer gas de sensor binnenkomt en bestaat uit een stoffilter, een interferentiegasfilter en een afscheider. Wanneer gas uit de lucht lekt en de inlaat van de sensor binnendringt, worden niet-gasvormige onzuiverheden zoals stof en water eerst door het stoffilter uitgefilterd en wordt alleen gasvormig gas naar het interferentiegasfilter gestuurd. Het interferentiegasfilter adsorbeert vervolgens gassen die de detectie van een specifiek gas verstoren, en alleen het gas dat u wilt detecteren gaat door het filter en wordt naar de afscheider gestuurd. De separator is een apparaat dat de inlaat- en detectiesecties scheidt, en het gas uit het interferentiegasfilter stroomt door de separator naar de detectiesectie voor nauwkeurige metingen.
Het detectiegedeelte is verantwoordelijk voor het genereren van stroom via een redoxreactie wanneer gas binnendringt en bestaat uit een actie-elektrode, een respons-elektrode en een referentie-elektrode. De stroom die door de referentie-elektrode wordt gegenereerd, is tijdens normaal bedrijf constant en de elektroden van het detectiegedeelte worden ondergedompeld in water waarin elektrolyt is opgelost. Wanneer opgelost in water, fungeert de elektrolyt als een medium dat de beweging van elektronen mogelijk maakt om stroom te genereren. Het gas dat door de afscheider gaat en het sensorgedeelte bereikt, reageert eerst met het water bij de werkelektrode, waar het een oxidatiereactie ondergaat om waterstofionen en elektronen te produceren. Om deze oxidatiereactie actief te induceren, heeft de werkelektrode de vorm van een poreus membraan met meerdere gaten en is hij bedekt met een katalysator zoals platina om de snelheid van de oxidatiereactie te verhogen. De waterstofionen en elektronen die door de oxidatiereactie worden gegenereerd, worden met behulp van de elektrolyt als medium naar de tegenelektrode getransporteerd, waar ze zich combineren met zuurstof die wordt aangevoerd via de zuurstofinlaat aan de achterkant van de elektrode om water te vormen, dat vervolgens wordt onderworpen aan een reductie. reactie. Tijdens dit proces wordt evenveel stroom gegenereerd als de hoeveelheid elektronenoverdracht tussen de actie-elektrode en de tegenelektrode, en de hoeveelheid gegenereerde stroom is evenredig met de concentratie van het geïntroduceerde gas.
Ten slotte is het achterste deel voornamelijk verantwoordelijk voor het controleren op gaslekken en het meten van de concentratie van gelekt gas via de stroom die wordt gegenereerd door het detectiegedeelte, en bestaat het uit een condensator, sensorpin en zuurstofinlaat. De nieuw gegenereerde stroom van het detectiegedeelte wordt opgevangen door de condensator en naar de sensorpin verplaatst. De sensorpin vergelijkt de hoeveelheid nieuw gegenereerde stroom met de hoeveelheid normale stroom die vloeit, en als de hoeveelheid nieuw gegenereerde stroom hoger is, wordt een gaslek gedetecteerd en wordt de gasconcentratie gemeten.
Als het door de gassensor gedetecteerde gas intussen boven de referentieconcentratie ligt, zal het aan de sensor gekoppelde alarm een alarm laten horen om u hiervan op de hoogte te stellen. Er zijn twee soorten alarmen: onmiddellijke en vertraagde alarmen. Er worden onmiddellijk alarmen geactiveerd zodra de gasconcentratie de op de sensor ingestelde alarmdrempel bereikt. Dit wordt vaak gebruikt als het gas zelf gevaarlijk is, zoals giftige gassen. Het vertraagde alarmtype geeft niet onmiddellijk een alarm wanneer de concentratie van het gedetecteerde gas de alarminstelling overschrijdt, maar alarmeert wanneer de concentratie van het gas gedurende een bepaalde vertragingstijd boven de alarminstelling blijft. Dit wordt gekenmerkt door het niet alarmerend zijn in tijdelijke gaslekkagesituaties, zoals wanneer tijdelijk een hoge gasconcentratie wordt gedetecteerd, zoals wanneer er een storing in de ontsteking van een gasfornuis optreedt.
Om nauwkeurige metingen en betrouwbaarheid te behouden, vereisen elektrochemische gassensoren regelmatig onderhoud en kalibratie. De filters of elektroden van de sensor kunnen na verloop van tijd verslechteren, dus moeten ze regelmatig worden gecontroleerd en vervangen. Vooral de elektroden kunnen vervuild of versleten raken afhankelijk van de omgeving waarin ze worden gebruikt. Het is dus belangrijk om ze periodiek schoon te maken of te vervangen. Bovendien wordt de nauwkeurigheid van de sensor gehandhaafd door periodiek kalibratie uit te voeren. Dit is het proces waarbij de respons van de sensor wordt vergeleken en aangepast met behulp van een standaardgas om ervoor te zorgen dat de sensor nauwkeurige metingen behoudt.
Deze elektrochemische gassensoren worden veel gebruikt in een verscheidenheid aan industrieën en spelen een belangrijke rol bij gaslekdetectie en veiligheidsbeheer. Op industriële locaties kunnen ze bijvoorbeeld snel lekkages van brandbare of giftige gassen detecteren om de veiligheid van werknemers te beschermen; in huizen kunnen ze gaslekken detecteren die kunnen optreden bij gasfornuizen of boilers om brand of vergiftiging te voorkomen; en in milieumonitoringsystemen meten ze de concentratie van verontreinigende stoffen in de lucht om gegevens te verschaffen voor milieubescherming en openbare veiligheid.
Concluderend zijn elektrochemische gassensoren belangrijke apparaten die gaslekken snel en nauwkeurig detecteren en een essentiële rol spelen in de veiligheid en milieubescherming in een verscheidenheid aan toepassingen. Ze kunnen gaslekkage-ongelukken op industriële locaties, woningen en openbare ruimtes helpen voorkomen en een veiligere en gezondere omgeving in stand houden.
