I sensori elettrochimici sono i più utilizzati in modalità di diffusione in cui il gas dell'ambiente entra attraverso un foro nella faccia della cella. Alcuni strumenti usano una pompa per fornire aria o campioni di gas al sensore. Una membrana in PTFE è montata sopra il foro per evitare che l'acqua o gli oli entrino nella cella. Le gamme e le sensibilità del sensore possono essere variate nel design utilizzando fori di dimensioni diverse. I fori più grandi forniscono una maggiore sensibilità e risoluzione, mentre i fori più piccoli riducono la sensibilità e la risoluzione ma aumentano la gamma.

Vantaggi

I sensori elettrochimici hanno diversi vantaggi.

• Può essere specifico per un particolare gas o vapore nell'intervallo delle parti per milione. Tuttavia, il grado di selettività dipende dal tipo di sensore, dal gas target e dalla concentrazione di gas che il sensore è progettato per rilevare.
• Alto tasso di ripetibilità e precisione. Una volta calibrato ad una concentrazione nota, il sensore fornirà una lettura accurata ad un gas target che è ripetibile.
• Non suscettibile di avvelenamento da parte di altri gas, con la presenza di altri vapori ambientali non accorcia o riduce la vita del sensore.
• Meno costoso della maggior parte delle altre tecnologie di rilevamento del gas, come IR o PID tecnologie. I sensori elettrochimici sono anche più economici.

Problemi con la sensibilità incrociata

Sensibilità incrociata Si verifica quando un gas diverso da quello monitorato/rilevato può influenzare la lettura data da un sensore elettrochimico. Questo fa sì che l'elettrodo all'interno del sensore reagisca anche se il gas bersaglio non è effettivamente presente, o causa una lettura imprecisa e/o un allarme per quel gas. La sensibilità incrociata può causare diversi tipi di letture imprecise nei rilevatori di gas elettrochimici. Queste possono essere positive (indicando la presenza di un gas anche se in realtà non c'è o indicando un livello di quel gas superiore al suo valore reale), negative (una risposta ridotta al gas target, suggerendo che è assente quando è presente, o una lettura che suggerisce che c'è una concentrazione inferiore del gas target rispetto a quella che c'è), o il gas interferente può causare inibizione.

Fattori che influenzano la vita del sensore elettrochimico

Ci sono tre fattori principali che influenzano la vita del sensore, tra cui la temperatura, l'esposizione a concentrazioni di gas estremamente elevate e l'umidità. Altri fattori sono gli elettrodi del sensore e le vibrazioni estreme e gli shock meccanici.

Le temperature estreme possono influenzare la vita del sensore. Il produttore indicherà un intervallo di temperatura operativa per lo strumento: tipicamente da -30˚C a +50˚C. I sensori di alta qualità saranno comunque in grado di sopportare escursioni temporanee oltre questi limiti. Una breve (1-2 ore) esposizione a 60-65˚C per i sensori H2S o CO (per esempio) è accettabile, ma incidenti ripetuti provocheranno l'evaporazione dell'elettrolita e spostamenti nella lettura di base (zero) e una risposta più lenta.

Anche l'esposizione a concentrazioni di gas estremamente elevate può compromettere le prestazioni del sensore. I sensori elettrochimici I sensori elettrochimici sono tipicamente testati con un'esposizione fino a dieci volte il loro limite di progetto. I sensori costruiti con materiale catalizzatore di alta qualità dovrebbero essere in grado di resistere a tali esposizioni senza cambiamenti nella chimica o perdita di prestazioni a lungo termine. I sensori con un carico di catalizzatore inferiore possono subire danni.

L'influenza più considerevole sulla vita del sensore è l'umidità. La condizione ambientale ideale per i sensori elettrochimici è 20˚Celsius e 60% RH (umidità relativa). Quando l'umidità ambientale aumenta oltre il 60%RH, l'acqua viene assorbita nell'elettrolita causandone la diluizione. In casi estremi il contenuto di liquido può aumentare di 2-3 volte, provocando potenzialmente una perdita dal corpo del sensore e quindi attraverso i pin. Al di sotto del 60%RH l'acqua nell'elettrolito inizierà a disidratarsi. Il tempo di risposta può essere significativamente esteso come l'elettrolita o disidratato. Gli elettrodi del sensore possono, in condizioni insolite, essere avvelenati da gas interferenti che adsorbono sul catalizzatore o reagiscono con esso creando sottoprodotti che inibiscono il catalizzatore.

Le vibrazioni estreme e gli urti meccanici possono anche danneggiare i sensori rompendo le saldature che legano insieme gli elettrodi di platino, le strisce di collegamento (o i fili in alcuni sensori) e i perni.

Aspettativa di vita "normale" del sensore elettrochimico

I sensori elettrochimici per i gas comuni come il monossido di carbonio o il solfuro di idrogeno hanno una vita operativa tipicamente dichiarata di 2-3 anni. Sensori di gas più esotici come il fluoruro di idrogeno possono avere una vita di soli 12-18 mesi. In condizioni ideali (temperatura e umidità stabili nella regione di 20˚C e 60%RH) senza incidenza di contaminanti, i sensori elettrochimici sono noti per funzionare più di 4000 giorni (11 anni). L'esposizione periodica al gas bersaglio non limita la vita di queste piccole celle a combustibile: i sensori di alta qualità hanno una grande quantità di materiale catalizzatore e conduttori robusti che non si esauriscono con la reazione.

Prodotti

Poiché i sensori elettrochimici sono più economici, Abbiamo una gamma di prodotti portatili e prodotti fissi che utilizzano questo tipo di sensore per rilevare i gas.

Per saperne di più, visitare la nostra pagina tecnica per maggiori informazioni.