電化學氣體感測器是什麼？原理是什麼

1樓：匿名使用者

電化學氣體感測器（electrochemical gas sensor)是把測量物件氣體在電極處氧化或還原而測電流，得出物件氣體濃度的探測器。詞條介紹了這種感測器的發展歷史，構造，操作理論和橫向靈敏度等。

構造感測器有二或三個和電解液接觸的電極，偶也爾有四個電極。典型電極由大表面積***和多孔厭水膜組成。電極和電解液和周圍空氣接觸，並由多孔膜監測。

一般用礦物酸作電解液。但有些感測器也用有機電解液。電極一般放在有氣體進孔和電接觸的塑料盒內。

運作理論

氣體通過多孔膜背面擴散入感測器的工作電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學反應引起流經外部線路的電流。除測量外，還要放大和進行其它訊號加工；外線路維持經過感測器的電壓和一個二電極反向參考感測器的電壓。在反向電極產生一相反的反應。

這樣，如工作電極是氧化，則相反電極就是還原。

擴散控制反應

電流大小由研究物件氣體在工作電極處氧化多少所控制。感測器是經過設計的，因此，氣體**受擴散限制，而感測器是正比於氣體濃度的線性輸出。線性輸出是電化學感測器比其它技術感測器（即紅外）的優點之一。

其它的感測器要在輸出前線性化。線性輸出允許較精確地測量低濃度，並校正簡單（只需校正底線和一個點）。

控制擴散提供另一優點。改表擴散勢壘可製造適合特別物件的氣體濃度範圍。再有，擴散勢壘是主要的機械部份，電化學感測器一經校正後，隨時間較穩定。

因此，以電化學感測器為基的儀器比一些其它技術的探測器要求較少維護。原則上，靈敏度基於氣體通入感測器通路的擴散性質可以計算。雖然測量擴散性質的實驗誤差使計算較用氣體校正的精度較小。

橫向零敏度

對一些氣體，如環氧乙烷的橫向靈敏度可能是個問題，因為乙烷要求一個活性好的工作電極催化和氧化的高電勢。因此，較易氧化氣體，如酒和一氧化碳。也有類似的問題。

橫向靈敏度問題可通過使用化學過濾消除。例如。過濾器可使物件氣體暢通，並反應，但移去普通干擾。

儘管電化學感測器有許多優點，但它並不適合每一種氣體。這是由於它的探測機理包括氣體的氧化或還原。雖然它可間接探測電化學惰性氣體，如這氣體和其它樣品在感測器內反應併產生迴應，但電化學氣體感測器一般僅適用於電化學效能活潑的氣體。

二氧化碳感測器是這種接近的例子（即不能用電化學氣體感測器測二氧化碳），它們已商品化幾年了。

2樓：最愛

電化學氣體感測器是把測量物件氣體在電極處氧化或還原而測電流，得出物件氣體濃度的探測器。

氣體通過多孔膜背面擴散入感測器的工作電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學反應引起流經外部線路的電流。除測量外，還要放大和進行其它訊號加工；

外線路維持經過感測器的電壓和一個二電極反向參考感測器的電壓。在反向電極產生一相反的反應。這樣，如工作電極是氧化，則相反電極就是還原。

電化學感測器原理？

3樓：建大仁科

電化學感測器通過與被測氣體發生反應併產生與氣體濃度成正比的電訊號來工作。典型的電化學感測器由感測電極（或工作電極）和反電極組成，並由一個薄電解層隔開。

氣體首先通過微小的毛管型開孔與感測器發生反應，然後是疏水屏障層，最終到達電極表面。採用這種方法可以允許適量氣體與感測電極發生反應，以形成充分的電訊號，同時防止電解質漏出感測器。

穿過屏障擴散的氣體與感測電極發生反應，感測電極可以採用氧化機理或還原機理。這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進行催化。

通過電極間連線的電阻器，與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極間流動。測量該電流即可確定氣體濃度。由於該過程中會產生電流，電化學感測器又常被稱為電流氣體感測器或微型燃料電池。

在實際中，由於電極表面連續發生電化發應，感測電極電勢並不能保持恆定，在經過一段較長時間後，它會導致感測器效能退化。為改善感測器效能，人們引入了參考電極。

參考電極安裝在電解質中，與感測電極鄰近。固定的穩定恆電勢作用於感測電極。參考電極可以保持感測電極上的這種固定電壓值。

參考電極間沒有電流流動。氣體分子與感測電極發生反應，同時測量反電極，測量結果通常與氣體濃度直接相關。施加於感測電極的電壓值可以使感測器針對目標氣體。

電化學感測器的工作原理

4樓：kyoya利

穿過屏障擴散的氣體與感測電極發生反應，感測電極可以採用氧化機理或還原機理。這些反應由針對被測氣體而設計的電極材料進行催化。

參考電極安裝在電解質中，與感測電極鄰近。固定的穩定恆電勢作用於感測電極。參考電極可以保持感測電極上的這種固定電壓值。