Les capteurs électrochimiques sont les plus utilisés en mode diffusion dans lequel le gaz du milieu ambiant pénètre par un trou dans la face de la cellule. Certains instruments utilisent une pompe pour alimenter le capteur en air ou en gaz. Une membrane en PTFE est placée sur le trou pour empêcher l'eau ou les huiles de pénétrer dans la cellule. La conception des capteurs permet de varier leur portée et leur sensibilité en utilisant des trous de différentes tailles. Les trous plus grands offrent une sensibilité et une résolution plus élevées, tandis que les trous plus petits réduisent la sensibilité et la résolution mais augmentent la portée.

Avantages

Les capteurs électrochimiques présentent plusieurs avantages.

• Peut être spécifique à un gaz ou une vapeur particulière dans la gamme des parties par million. Toutefois, le degré de sélectivité dépend du type de capteur, du gaz cible et de la concentration de gaz que le capteur est conçu pour détecter.
• Taux élevé de répétabilité et de précision. Une fois étalonné à une concentration connue, le capteur fournira une lecture précise à un gaz cible qui est répétable.
• Non susceptible d'être empoisonné par d'autres gaz, la présence d'autres vapeurs ambiantes ne raccourcira pas ou ne réduira pas la durée de vie du capteur.
• Moins coûteux que la plupart des autres technologies de détection de gaz, telles que l IR ou PID par exemple. Les capteurs électrochimiques sont également plus économiques.

Questions relatives à la sensibilité croisée

Sensibilité croisée se produit lorsqu'un gaz autre que le gaz surveillé/détecté peut affecter le relevé donné par un capteur électrochimique. L'électrode du capteur réagit alors même si le gaz cible n'est pas réellement présent, ou bien le relevé et/ou l'alarme pour ce gaz est inexact. La sensibilité croisée peut provoquer plusieurs types de lectures inexactes dans les détecteurs de gaz électrochimiques. Ces relevés peuvent être positifs (indiquant la présence d'un gaz même s'il n'est pas réellement présent ou indiquant un niveau de ce gaz supérieur à sa valeur réelle), négatifs (une réponse réduite au gaz cible, suggérant qu'il est absent alors qu'il est présent, ou un relevé qui suggère une concentration du gaz cible inférieure à celle qui existe), ou le gaz interférent peut provoquer une inhibition.

Facteurs affectant la durée de vie des capteurs électrochimiques

Trois facteurs principaux affectent la durée de vie du capteur : la température, l'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées et l'humidité. Les autres facteurs sont les électrodes du capteur et les vibrations et chocs mécaniques extrêmes.

Les températures extrêmes peuvent affecter la durée de vie du capteur. Le fabricant indiquera une plage de température de fonctionnement pour l'instrument : généralement -30˚C à +50˚C. Les capteurs de haute qualité seront toutefois capables de supporter des excursions temporaires au-delà de ces limites. Une exposition de courte durée (1 à 2 heures) à 60-65˚C pour les capteurs de H2S ou de CO (par exemple) est acceptable, mais des incidents répétés entraîneront l'évaporation de l'électrolyte et des décalages dans la lecture de la ligne de base (zéro) et une réponse plus lente.

L'exposition à des concentrations de gaz extrêmement élevées peut également compromettre les performances du capteur. Les capteurs électrochimiques sont généralement testés par une exposition à des concentrations jusqu'à dix fois supérieures à leur limite de conception. Les capteurs construits à l'aide d'un matériau catalytique de haute qualité doivent pouvoir résister à de telles expositions sans modification de la chimie ou perte de performance à long terme. Les capteurs avec une charge de catalyseur inférieure peuvent subir des dommages.

L'influence la plus considérable sur la durée de vie des capteurs est l'humidité. La condition environnementale idéale pour les capteurs électrochimiques est de 20˚Celsius et 60 % d'HR (humidité relative). Lorsque l'humidité ambiante augmente au-delà de 60 %HR, de l'eau est absorbée dans l'électrolyte, ce qui entraîne une dilution. Dans des cas extrêmes, la teneur en liquide peut augmenter de 2 à 3 fois, ce qui peut entraîner une fuite du corps du capteur, puis des broches. En dessous de 60 % d'humidité relative, l'eau contenue dans l'électrolyte commence à se déshydrater. Le temps de réponse peut être prolongé de manière significative lorsque l'électrolyte est déshydraté. Dans des conditions inhabituelles, les électrodes des capteurs peuvent être empoisonnées par des gaz interférents qui s'adsorbent sur le catalyseur ou réagissent avec lui en créant des sous-produits qui inhibent le catalyseur.

Les vibrations extrêmes et les chocs mécaniques peuvent également endommager les capteurs en fracturant les soudures qui relient les électrodes de platine, les bandes de connexion (ou les fils dans certains capteurs) et les broches entre elles.

Durée de vie "normale" du capteur électrochimique

Les capteurs électrochimiques pour les gaz courants tels que le monoxyde de carbone ou le sulfure d'hydrogène ont une durée de vie opérationnelle généralement fixée à 2 ou 3 ans. Les capteurs de gaz plus exotiques, comme le fluorure d'hydrogène, peuvent avoir une durée de vie de seulement 12 à 18 mois. Dans des conditions idéales (température et humidité stables de l'ordre de 20˚C et 60%HR), sans incidence de contaminants, les capteurs électrochimiques sont connus pour fonctionner plus de 4000 jours (11 ans). L'exposition périodique au gaz cible ne limite pas la durée de vie de ces minuscules piles à combustible : les capteurs de haute qualité possèdent une grande quantité de matériau catalyseur et des conducteurs robustes qui ne s'épuisent pas sous l'effet de la réaction.

Produits

Les capteurs électrochimiques étant plus économiques, Nous disposons d'une gamme de produits portables et produits fixes qui utilisent ce type de capteur pour détecter les gaz.

Pour en savoir plus, visitez notre page technique pour plus d'informations.