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烟气分析仪技术基础:电化学传感器—原电池原理

电化学毒气传感器是一种微燃料电池元件,它可以直接反映出气体浓度而不必通过分压来反映。 

从电化学概念上来说,传感器包括两个电极—感应电极和负电极,它们被一层电解质薄膜分离开来,它们被一个塑料壳密封起来,只留有一个小孔允许气体进入感应电极,传感器内的电极通过引脚被连接到所应用的设备上。引脚还可以与外部的电阻电路相连,这样当有电流通过是就可以测出电势差。扩散进入传感器的气体在感应电极表面发生氧化或还原反应,在另一电极发生与之相对的逆反应,在外部电路上形成电流。由于气体进入传感器的速度由栅孔控制,所以产生的电流与传感器外气体浓度成比例,就可以直接测量当前毒气含量了。  一氧化碳传感器的电极发上发生的反应是:

感应电极: CO + H2O =CO2 + 2H+ + 2e-

逆电极: ½O2 + 2H+ + 2e- =H2O

总反应方程式: CO + ½O2 =CO2

类似的反应也发生在能被氧化或还原的所有其它毒气。

逆电极发生的反应来看,氧气显然是当前反应发生的必需气体,这些氧气通常由被空气混合传输至传感器的前部或通过传感器两侧的样品气体提供(通常几千ppm已经足够了)。


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