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技術與維護保養
電化學傳感器工作原理和注意事項
發表時間:2012-7-3   閱讀次數:3963
工作原理

氧氣傳感器

氧氣傳感器采用隔膜式伽伐尼電池工作原理。這類傳感器通常包括具有催化活性的貴重金屬陰極,易極化的活潑金屬陽極,酸、堿、鹽的水溶液、或其它離子導體構成的電解質,密閉外殼,管腳等。氧氣傳感器的外殼是一個密閉容器并充滿電解液,此密閉容器的頂部有一個毛細微孔,允許氧氣通過并進入工作電極。此時氧氣將在傳感器內部被電解,導致傳感器內部導電離子濃度發生變化。通過測量流過兩電極的電解電流可以準確感知環境中氧氣濃度的變化。在適當的范圍內,電解電流與氧氣濃度呈良好的線性關系。

氧氣在傳感器中的電化學過程被描述為:當氧氣到達工作電極時,立即如反應(1)被還原成氫氧根離子:

O2+2H2O+4e→4OH-1

這些氫氧根離子通過電解質到達陽極(鉛),與鉛發生氧化反應(2,生成對應的金屬氫氧化物。

2Pb+4OH-→2Pb(OH)2+4e2

總電池反應:

O2+2Pb+2H2O=2Pb(OH)23

反應生成的電流大小相應地取決于氧氣擴散速度,氧氣的擴散速度則取決于氧分壓和毛細孔孔徑的大小?赏饨右恢灰阎娮鑱頊y量產生的電勢差,這樣就可以準確測量出氧氣的濃度。

電化學反應中,活潑金屬鉛參與到氧化反應中被不斷消耗和鈍化,使傳感器具有一定的使 用期限,當所有可利用的活潑金屬鉛完全被氧化或鈍化時,傳感器將停止工作。通常氧感器的預期使用壽命為1-2年,但也可以通過增加陽極鉛的含量或限制接觸陽極的氧氣量來延長傳命。傳感器的選擇性:

此類傳感器對要檢測的氣體有很高的靈敏度,但對其它干擾氣體的靈敏度則可以很好的分辨開,選擇性主要通過以下幾種手段來實現:

1.   針對不同的反應,采用不同的催化劑制備催化電極。

2.     由于每種氣體都有各自的最佳反應電位,通過調節工作電極和參比電極間的偏置電壓也可較好的提高傳感器的選擇性。

3.     針對干擾氣體的物理化學性質選擇合適的過濾層也可改善傳感器的選擇性。

使用時的注意事項

請在使用規格允許范圍內使用;

1氣體靈敏度測定時,請在潔凈的大氣中進行;

2直接把測定氣體對傳感器的通氣面強烈吹風的狀態下測定時,對氣體的靈敏度將會很高。氣體靈敏度測定時,應避免測定氣體從正面吹來;

3氣體的通氣面不要阻塞、不要污染,有時孔堵塞是導致靈敏度低下的原因;

4不可過度的撞擊或震動; 
 5高濃度的氣體環境中長時間使用后恢復到初期狀態較緩慢;

6傳感器避免接觸有機溶劑、涂料、藥劑、油類及高濃度氣體;

7電解液泄漏會造成損害,請不要隨意拆開傳感器;

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