Wprowadzenie do sond elektrochemicznych do detektorów gazu
Znaczna część jego gazów palnych, toksycznych i szkodliwych ma działanie elektrochemiczne i może ulegać elektrochemicznemu utlenieniu lub redukcji. Wykorzystując te reakcje, można rozróżnić skład gazu i wykryć jego stężenie. Istnieje wiele podkategorii elektrochemicznych czujników gazu:
(1) Zasada działania czujników gazu z ogniwami pierwotnymi (znanych również jako czujniki gazu z ogniwami Gavoniego, czujniki gazu z ogniwami paliwowymi i czujniki gazu z ogniwami spontanicznymi) jest podobna do zasady stosowanych przez nas baterii suchych, z tą różnicą, że elektroda węglowo-manganowa baterii zostaje zastąpiona elektrodą gazową. Na przykład w czujniku tlenu tlen ulega redukcji na katodzie, a elektrony przepływają przez amperomierz do anody, gdzie utlenia się ołów. Wielkość prądu jest bezpośrednio związana ze stężeniem tlenu. Ten typ czujnika może skutecznie wykrywać tlen, dwutlenek siarki, gazowy chlor itp.
(2) Czujnik gazu z ogniwem elektrolitycznym o stałym potencjale jest bardzo skuteczny w wykrywaniu gazów redukujących. Jego zasada różni się od zasady działania oryginalnych czujników akumulatorowych. Jego reakcja elektrochemiczna zachodzi pod wpływem prądu, co czyni go prawdziwym czujnikiem do analizy Coulomba. Czujnik tego typu z powodzeniem znalazł zastosowanie w detekcji gazów takich jak tlenek węgla, siarkowodór, wodór, amoniak, hydrazyna itp. Jest to obecnie główny czujnik do wykrywania gazów toksycznych i szkodliwych.
(3) Bateryjne czujniki gazu do pomiaru stężenia, z elektrochemicznie aktywnymi gazami po obu stronach ogniwa elektrochemicznego, spontanicznie utworzą skoncentrowaną siłę elektromotoryczną. Wielkość siły elektromotorycznej jest związana ze stężeniem gazu. Dobrymi przykładami takich czujników są czujniki tlenu do samochodów i czujniki dwutlenku węgla typu stałego elektrolitu.
(4) Czujnik gazu ograniczający prąd to rodzaj czujnika mierzącego stężenie tlenu. Wykorzystuje zasadę, że prąd graniczny w ogniwie elektrochemicznym jest powiązany ze stężeniem nośnika, aby przygotować czujnik stężenia tlenu (gazu), który jest używany do wykrywania tlenu w samochodach i do wykrywania stężenia tlenu w roztopionej stali.
