Elektrochemische sensoren worden het meest gebruikt in de diffusiemodus, waarbij gas uit de omgeving door een gat in het oppervlak van de cel binnendringt. Sommige instrumenten gebruiken een pomp om lucht of gasmonsters naar de sensor te voeren. Over het gat is een PTFE-membraan aangebracht om te voorkomen dat water of olie de cel binnendringt. Het bereik en de gevoeligheid van de sensor kunnen worden gevarieerd door gaten van verschillende grootte te gebruiken. Grotere gaten geven een hogere gevoeligheid en resolutie, terwijl kleinere gaten de gevoeligheid en resolutie verminderen maar het bereik vergroten.

Voordelen

Elektrochemische sensoren hebben verschillende voordelen.

• Kan specifiek zijn voor een bepaald gas of een bepaalde damp in het parts-per-million bereik. De mate van selectiviteit hangt echter af van het type sensor, het doelgas en de gasconcentratie waarvoor de sensor is ontworpen.
• Hoge herhaalbaarheid en nauwkeurigheid. Eenmaal gekalibreerd naar een bekende concentratie, zal de sensor een nauwkeurige aflezing geven naar een doelgas die herhaalbaar is.
• Niet gevoelig voor vergiftiging door andere gassen, waarbij de aanwezigheid van andere omgevingsdampen de levensduur van de sensor niet zal verkorten of bekorten.
• Minder duur dan de meeste andere gasdetectietechnologieën, zoals IR of PID technologieën. Elektrochemische sensoren zijn ook economischer.

Problemen met kruisgevoeligheid

Kruisgevoeligheid Er is sprake van kruisgevoeligheid wanneer een ander gas dan het gas dat wordt bewaakt/gedetecteerd, de meting door een elektrochemische sensor kan beïnvloeden. Hierdoor reageert de elektrode in de sensor ook als het doelgas in werkelijkheid niet aanwezig is, of het veroorzaakt een anderszins onnauwkeurige uitlezing en/of alarm voor dat gas. Kruisgevoeligheid kan leiden tot verschillende soorten onnauwkeurige meetwaarden in elektrochemische gasdetectoren. Deze kunnen positief zijn (de aanwezigheid van een gas aangeven, ook al is het gas in werkelijkheid niet aanwezig, of een niveau van dat gas aangeven dat boven de werkelijke waarde ligt), negatief (een verminderde reactie op het doelgas, waarbij wordt gesuggereerd dat het gas afwezig is terwijl het wel aanwezig is, of een aflezing die suggereert dat de concentratie van het doelgas lager is dan het geval is), of het interfererende gas kan remming veroorzaken.

Factoren die de levensduur van elektrochemische sensoren beïnvloeden

Er zijn drie belangrijke factoren die de levensduur van de sensor beïnvloeden, waaronder temperatuur, blootstelling aan extreem hoge gasconcentraties en vochtigheid. Andere factoren zijn de sensorelektroden en extreme trillingen en mechanische schokken.

Extreme temperaturen kunnen de levensduur van de sensor beïnvloeden. De fabrikant zal een bedrijfstemperatuurbereik voor het instrument aangeven: meestal -30˚C tot +50˚C. Hoogwaardige sensoren zijn echter bestand tegen tijdelijke schommelingen buiten deze grenzen. Korte blootstelling (1-2 uur) aan 60-65˚C voor H2S of CO sensoren (bijvoorbeeld) is aanvaardbaar, maar herhaalde incidenten zullen resulteren in verdamping van de elektrolyt en verschuivingen in de basislijn (nul) aflezing en tragere reactie.

Blootstelling aan extreem hoge gasconcentraties kan ook de sensorprestaties in gevaar brengen. Elektrochemische sensoren worden doorgaans getest door blootstelling aan wel tienmaal hun ontwerpgrenswaarde. Sensoren die met hoogwaardig katalysatormateriaal zijn vervaardigd, moeten bestand zijn tegen dergelijke blootstellingen zonder veranderingen in de chemie of prestatieverlies op lange termijn. Sensoren met een lagere katalysatorbelasting kunnen schade oplopen.

De vochtigheid heeft de grootste invloed op de levensduur van de sensor. De ideale omgevingsconditie voor elektrochemische sensoren is 20˚Celsius en 60% RH (relatieve vochtigheid). Wanneer de omgevingsvochtigheid boven 60%RH stijgt, zal water in het elektrolyt worden geabsorbeerd, waardoor verdunning optreedt. In extreme gevallen kan het vochtgehalte 2-3 keer toenemen, wat kan resulteren in lekkage uit de sensorbehuizing, en vervolgens via de pennen. Onder 60%RH zal het water in het elektrolyt beginnen te dehydrateren. De responstijd kan aanzienlijk langer worden naarmate het elektrolyt of dehydratatie optreedt. Sensorelektroden kunnen in ongewone omstandigheden worden vergiftigd door storende gassen die aan de katalysator adsorberen of ermee reageren, waardoor bijproducten ontstaan die de katalysator remmen.

Extreme trillingen en mechanische schokken kunnen de sensoren ook beschadigen doordat de lasnaden die de platina elektroden, verbindingsstrips (of draden in sommige sensoren) en pennen met elkaar verbinden, breken.

"Normale" levensduur van elektrochemische sensor

Elektrochemische sensoren voor gewone gassen zoals koolmonoxide of waterstofsulfide hebben een operationele levensduur die gewoonlijk op 2-3 jaar wordt gesteld. Meer exotische gassensoren, zoals waterstoffluoride, hebben soms een levensduur van slechts 12-18 maanden. Onder ideale omstandigheden (stabiele temperatuur en vochtigheid in de buurt van 20˚C en 60%RH) zonder inwerking van verontreinigingen, is van elektrochemische sensoren bekend dat zij meer dan 4000 dagen (11 jaar) in bedrijf zijn. Periodieke blootstelling aan het doelgas beperkt de levensduur van deze kleine brandstofcellen niet: kwalitatief hoogwaardige sensoren hebben een grote hoeveelheid katalysatormateriaal en robuuste geleiders die niet uitgeput raken door de reactie.

Producten

Aangezien elektrochemische sensoren zuiniger zijn, hebben we een gamma van draagbare producten en vaste producten die dit type sensor gebruiken om gassen te detecteren.

Om meer te ontdekken, bezoek onze technische pagina voor meer informatie.