Elektrochemische gassensoren

elektrochemische gassensoren zijn gasdetectoren die worden gebruikt voor het meten van de concentratie van een doelgas door het gas te oxideren of te verminderen bij een elektrode en de resulterende stroom te meten. De eerste elektrochemische sensoren werden ontwikkeld in de jaren 1950 voor het monitoren van zuurstof.In het midden van de jaren tachtig ontstonden geminiaturiseerde elektrochemische sensoren voor het detecteren van verschillende giftige gassen. Momenteel wordt een breed scala aan elektrochemische sensoren gebruikt voor diverse toepassingen.

constructie

de sensor bestaat uit twee of drie elektroden die in contact komen met een elektrolyt. De elektroden zijn gemaakt van poreus hydrofoob membraan bevestigd met een hoog oppervlak edelmetaal.

de meest gebruikte elektrolyt is een mineraalzuur. De elektroden bevinden zich meestal in een kunststof behuizing die bestaat uit een gasinvoergat en elektrische contacten.

in sommige gevallen wordt ook een gaswasserfilter voor de sensor geplaatst om ongewenste gassen te filteren. Het meest gebruikte filtermedium is een actieve kool.

afbeeldingen: Photos.com

werkingsprincipe

elektrochemische sensoren worden bediend op basis van de diffusie van het relevante gas in de sensor, wat resulteert in de productie van een elektrisch signaal dat evenredig is met de gasconcentratie.

Gas dat in contact komt met de sensor gaat via een kleine capillaire opening en verspreidt zich via een hydrofobe barrière om het elektrodeoppervlak te bereiken. Als gevolg hiervan wordt een voldoende hoeveelheid gas toegestaan om te reageren op de sensorelektrode om een voldoende elektrisch signaal te produceren. Het diffuse gas wordt op zijn beurt geoxideerd of gereduceerd bij de sensorelektrode.

met behulp van de tussen de elektroden verbonden weerstand kan de stroom tussen de anode en de kathode worden gemeten om de gasconcentratie te bepalen.

toepassingen

elektrochemische sensoren maken gebruik van minimaal vermogen voor hun werking. In feite is het stroomverbruik van deze sensor het laagste van alle gasbewakingssensoren. Daarom worden elektrochemische sensoren op grote schaal gebruikt in toepassingen in besloten ruimtes, zoals het bewaken van de luchtkwaliteit binnen en gaslekken, en met draagbare instrumenten bestaande uit meerdere sensoren.

bronnen en verdere lezing

• elektrochemische sensoren-internationale sensortechnologie
• elektrochemische gassensoren-SGX Sensortech

citaten