Sensori di gas elettrochimici

I sensori di gas elettrochimici sono rivelatori di gas utilizzati per misurare la concentrazione di un gas bersaglio ossidando o riducendo il gas in un elettrodo e misurando la corrente risultante. I primi sensori elettrochimici sono stati sviluppati nel 1950 per il monitoraggio dell’ossigeno.

A metà degli anni 1980, sono stati introdotti sensori elettrochimici miniaturizzati per rilevare vari gas tossici. Attualmente, una vasta gamma di sensori elettrochimici viene utilizzata per varie applicazioni.

Costruzione

Il sensore è costituito da due o tre elettrodi a contatto con un elettrolita. Gli elettrodi sono realizzati in membrana idrofoba porosa fissata con un metallo prezioso ad alta superficie.

L’elettrolita più comunemente usato è un acido minerale. Gli elettrodi si trovano solitamente in un alloggiamento di plastica costituito da un foro di ingresso del gas e contatti elettrici.

In alcuni casi, un filtro scrubber è anche fissato davanti al sensore per filtrare i gas indesiderati. Il mezzo filtrante più comunemente usato è un carbone attivo.

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Principio di funzionamento

I sensori elettrochimici sono azionati in base alla diffusione del gas di interesse nel sensore, che si traduce nella produzione di un segnale elettrico proporzionale alla concentrazione di gas.

Il gas che entra in contatto con il sensore passa attraverso una piccola apertura di tipo capillare e si diffonde attraverso una barriera idrofobica per raggiungere la superficie dell’elettrodo. Di conseguenza, una quantità sufficiente di gas può reagire all’elettrodo di rilevamento per produrre un segnale elettrico sufficiente. Il gas diffuso a sua volta viene ossidato o ridotto all’elettrodo di rilevamento.

Con l’aiuto del resistore collegato tra gli elettrodi, è possibile misurare la corrente che scorre tra l’anodo e il catodo per determinare la concentrazione di gas.

Applicazioni

I sensori elettrochimici sfruttano una potenza minima per il loro funzionamento. In effetti, il consumo energetico di questo sensore è il più basso di tutti i sensori di monitoraggio del gas. Per questo motivo, i sensori elettrochimici sono ampiamente utilizzati in applicazioni in spazi ristretti come il monitoraggio della qualità dell’aria interna e delle perdite di gas e con strumenti portatili costituiti da più sensori.

bibliografia

• sensori Elettrochimici – Internazionale di Tecnologia di Sensore
• Elettrochimico di Sensori di Gas – SGX Sensortech

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