Elektrochemische Gassensoren — manchmal auch als elektrochemische Analysatoren oder elektrochemische Giftgasdetektoren bezeichnet — dienen zur Messung der Konzentration eines bestimmten Gases (z. B. Sauerstoff oder Kohlenmonoxid) in einem externen Stromkreis. Im folgenden Artikel beschreiben wir, wie sie funktionieren und welche Gase sie erkennen können.

Funktionsprinzipien elektrochemischer Gassensoren

Ein elektrochemischer Gassensor besteht im Allgemeinen aus einer Arbeits-, Zähler- und Referenzelektrode, die alle in einem Gehäuse mit einer gasdurchlässigen Membran enthalten sind. Während des Erfassungsvorgangs wird es in eine elektrolytische Flüssigkeit getaucht. In Kombination ermöglichen diese Komponenten die Erfüllung ihrer Funktion.

Die Gehäusemembran lässt Gas — aber nicht die Flüssigkeit – in den Sensor gelangen. Eine elektrochemische Reaktion – entweder Oxidation oder Reduktion, abhängig von der Art des Gases — tritt auf, wenn das Gas die Arbeitselektrode erreicht. Diese Reaktion initiiert einen Elektronenfluss (d. H. Strom) zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode. Eine Oxidationsreaktion bewegt Elektronen von der Arbeitselektrode zur Gegenelektrode, während eine Reduktionsreaktion bewirkt, dass sich Elektronen von der Gegenelektrode zur Arbeitselektrode bewegen. In beiden Fällen ist der erzeugte elektrische Strom proportional zur Konzentration des Zielgases. Dieser Strom wird dann entsprechend der Kalibrierung verstärkt und verarbeitet, um dem Benutzer einen Messwert in Teilen pro Million (PPM) oder prozentualem Volumen zu geben. Wenn kein Zielgas detektiert wird, zeigen die meisten elektrochemischen Sensoren einen Wert von Null an. Im Gegensatz zu katalytischen Perlensensoren erfordert der Sensor jedoch eine Balance- oder Nullpunkteinstellung.

Während elektrochemische Sensoren zur Identifizierung eines bestimmten Gases ausgelegt sind, weisen die meisten ein gewisses Maß an Querempfindlichkeit auf. Dieses Phänomen bezieht sich auf die Reaktion des Sensors auf andere Gase als das Zielgas, im Allgemeinen als Folge einer größeren chemischen Reaktivität im Nichtzielgas als im Zielgas. In einigen Fällen kann das Nichtzielgas das Vorhandensein des Zielgases maskieren. Aus diesen Gründen ist es wichtig, die Verwendung von Filtern und Vorspannung während des Betriebs zu verwenden, um den Effekt der Querempfindlichkeit auf die Genauigkeit der Messwerte zu minimieren.

Die Geschwindigkeit der chemischen Prozesse, auf die elektrochemische Sensoren angewiesen sind, ist proportional zur Temperatur. Daher können Temperaturschwankungen die Sensorleistung beeinträchtigen. Für eine höhere Ablesegenauigkeit in einem breiteren Bereich von Umgebungsbedingungen wird eine Form der Temperaturkompensation empfohlen.

Welche Gase erfassen und messen elektrochemische Sensoren?

Elektrochemische Sensoren können eine Vielzahl von Gasen erkennen und messen — von toxisch über explosiv bis hin zur Luftqualität – je nach den Anforderungen der Anwendung, einschließlich der folgenden:

• Sauerstoff
• Kohlenmonoxid
• Stickstoffdioxid
• Stickoxid
• Schwefeldioxid

Elektrochemische Gassensorlösungen Von Nova Analytical Systems

Elektrochemische Gassensoren finden Verwendung in einer Vielzahl von industriellen, kommerziellen, industriellen, und Wohnanwendungen. Sie erkennen nicht nur das Vorhandensein toxischer Gase in besetzten Räumen, sondern sorgen auch dafür, dass das in empfindlichen Betrieben eingesetzte Gas auf einem optimalen Niveau bleibt. Für Kunden, die hochwertige Gasanalysatoren mit elektrochemischen Gassensoren benötigen, ist Nova Analytical Systems der ideale Lieferant.

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