Elektrokemiske sensorer er de mest anvendte i diffusionstilstand, hvor gas i det omgivende miljø trænger ind gennem et hul i cellens overflade. Nogle instrumenter anvender en pumpe til at tilføre luft eller gasprøver til sensoren. Der er monteret en PTFE-membran over hullet for at forhindre vand eller olie i at trænge ind i cellen. Sensorernes rækkevidde og følsomhed kan varieres i udformningen ved at anvende forskellige størrelser huller. Større huller giver højere følsomhed og opløsning, mens mindre huller reducerer følsomheden og opløsningen, men øger rækkevidden.

Fordele

Elektrokemiske sensorer har flere fordele.

• Kan være specifik for en bestemt gas eller damp i del-per-million-området. Graden af selektivitet afhænger dog af sensortypen, målgassen og den koncentration af gassen, som sensoren er beregnet til at detektere.
• Høj gentagelses- og nøjagtighedsgrad. Når sensoren er kalibreret til en kendt koncentration, giver den en nøjagtig aflæsning af en målgas, der er gentagelig.
• Ikke modtagelig for forgiftning af andre gasser, og tilstedeværelsen af andre omgivende dampe vil ikke forkorte eller forkorte sensorens levetid.
• Billigere end de fleste andre gasdetektionsteknologier, f.eks. IR eller PID teknologier. Elektrokemiske sensorer er også mere økonomiske.

Problemer med krydsfølsomhed

Krydsfølsomhed opstår, når en anden gas end den gas, der overvåges/detekteres, kan påvirke den aflæsning, der gives af en elektrokemisk sensor. Dette medfører, at elektroden i sensoren reagerer, selv om målgassen ikke er til stede, eller at den pågældende gas på anden måde giver en unøjagtig aflæsning og/eller alarm for den pågældende gas. Krydsfølsomhed kan forårsage flere typer af unøjagtige aflæsninger i elektrokemiske gasdetektorer. Disse kan være positive (angivelse af tilstedeværelsen af en gas, selv om den faktisk ikke er til stede, eller angivelse af et niveau af den pågældende gas, der er højere end den virkelige værdi), negative (en reduceret reaktion på målgassen, der antyder, at den er fraværende, selv om den er til stede, eller en aflæsning, der antyder, at der er en lavere koncentration af målgassen, end der er), eller den interfererende gas kan forårsage inhibering.

Faktorer, der påvirker den elektrokemiske sensors levetid

Der er tre hovedfaktorer, der påvirker sensorens levetid, herunder temperatur, eksponering for ekstremt høje gaskoncentrationer og fugtighed. Andre faktorer omfatter sensorelektroder og ekstreme vibrationer og mekaniske stød.

Ekstreme temperaturer kan påvirke sensorens levetid. Producenten angiver et driftstemperaturområde for instrumentet: typisk -30˚C til +50˚C. Sensorer af høj kvalitet vil dog kunne modstå midlertidige udsving ud over disse grænser. Kortvarig (1-2 timer) eksponering ved 60-65˚C for H2S- eller CO-sensorer (f.eks.) er acceptabel, men gentagne hændelser vil resultere i fordampning af elektrolytten og forskydninger i basislinjen (nul) og langsommere respons.

Eksponering for ekstremt høje gaskoncentrationer kan også forringe sensorens ydeevne. Elektrokemisk sensorer testes typisk ved at blive udsat for op til ti gange deres konstruktionsgrænse. Sensorer, der er fremstillet af katalysatormateriale af høj kvalitet, bør kunne modstå sådanne eksponeringer uden ændringer i kemien eller tab af ydeevne på lang sigt. Sensorer med lavere katalysatorbelastning kan lide skade.

Den største indflydelse på sensorens levetid er luftfugtighed. Den ideelle miljøbetingelse for elektrokemiske sensorer er 20˚Celsius og 60 % RH (relativ luftfugtighed). Når den omgivende luftfugtighed stiger til over 60 % RH, vil vand blive absorberet i elektrolytten og forårsage fortynding. I ekstreme tilfælde kan væskeindholdet stige 2-3 gange, hvilket potentielt kan resultere i lækage fra sensorhuset og derefter gennem stifterne. Under 60 % RH begynder vandet i elektrolytten at blive afhydreret. Responstiden kan blive betydeligt forlænget, når elektrolytten dehydreres. Sensorelektroder kan under usædvanlige forhold blive forgiftet af forstyrrende gasser, der adsorberes på katalysatoren eller reagerer med den og skaber biprodukter, som hæmmer katalysatoren.

Ekstreme vibrationer og mekaniske stød kan også skade sensorer ved at bryde de svejsninger, der binder platinelektroderne, forbindelsesstrimlerne (eller ledningerne i nogle sensorer) og stifterne sammen.

"Normal" forventet levetid for elektrokemiske sensorer

Elektrokemiske sensorer til almindelige gasser som kulilte eller svovlbrinte har en driftslevetid typisk opgivet til 2-3 år. Mere eksotiske gassensorer som f.eks. hydrogenfluorid kan have en levetid på kun 12-18 måneder. Under ideelle forhold (stabil temperatur og luftfugtighed på omkring 20˚C og 60 % RH) uden forekomst af forurenende stoffer er det kendt, at elektrokemiske sensorer kan fungere i mere end 4000 dage (11 år). Periodisk eksponering for målgassen begrænser ikke levetiden for disse små brændselsceller: sensorer af høj kvalitet har en stor mængde katalysatormateriale og robuste ledere, som ikke udtømmes af reaktionen.

Produkter

Da elektrokemiske sensorer er mere økonomiske, Vi har en række bærbare produkter og faste produkter der bruger denne type sensor til at detektere gasser.

Hvis du vil vide mere, besøg vores tekniske side for at få flere oplysninger.