Elektrokemiske gassensorer til gasdetektorer
En betydelig del af dets brandfarlige, giftige og skadelige gasser har elektrokemisk aktivitet og kan elektrokemisk oxideres eller reduceres. Ved at udnytte disse reaktioner kan gassammensætning skelnes, og gaskoncentration kan påvises. Der er mange underkategorier af elektrokemiske gassensorer:
(1) Princippet for primære celletype gassensorer (også kendt som Gavoni celle type gassensorer, brændselscelle type gassensorer og spontane celle type gassensorer) er det samme som for tørbatterier, vi bruger, bortset fra at carbon mangan batteriets elektrode erstattes af en gaselektrode. Tager man en iltsensor som eksempel, reduceres ilt ved katoden, og elektroner strømmer gennem amperemeteret til anoden, hvor blymetallet oxideres. Strømmens størrelse er direkte relateret til koncentrationen af ilt. Denne type sensor kan effektivt detektere ilt, svovldioxid, klorgas osv.
(2) Gassensoren af elektrolytisk celletype med konstant potentiale er meget effektiv til at detektere reducerende gasser. Dens princip er forskellig fra princippet for en primær batteritypesensor. Dens elektrokemiske reaktion sker under strømmens kraft, hvilket gør den til en ægte sensor til Coulomb-analyse. Denne type sensor er med succes blevet brugt til påvisning af gasser som kulilte, svovlbrinte, brint, ammoniak, hydrazin osv. Det er i øjeblikket den almindelige sensor til at detektere giftige og skadelige gasser.
(3) Koncentrationsforskel batteritype gassensor, som har elektrokemisk aktivitet, danner spontant en koncentrationsforskel elektromotorisk kraft på begge sider af det elektrokemiske batteri. Størrelsen af den elektromotoriske kraft er relateret til koncentrationen af gassen. Succesfulde eksempler på sådanne sensorer er oxygensensorer til biler og kuldioxidsensorer af fast elektrolyttypen.
(4) En gassensor af ekstrem strømtype er en type sensor, der måler iltkoncentrationen. Det anvender princippet om, at den ekstreme strøm i den elektrokemiske celle er relateret til bærerkoncentrationen til at fremstille en ilt(gas)koncentrationssensor, som bruges til iltdetektion i biler og iltkoncentrationsdetektion i smeltet stål.
Infrarød gassensor
De fleste gasser har karakteristiske absorptionstoppe i det midterste infrarøde område. Ved at detektere absorptionen ved positionen af den karakteristiske absorptionstop kan koncentrationen af en bestemt gas bestemmes.
Denne type sensor plejede at være et stort analytisk instrument, men i de senere år, med udviklingen af sensorindustrien baseret på MEMS-teknologi, er volumen af denne sensor faldet fra en 10 liter, 45 kilogram gigant til omkring 2 milliliter (tommelfinger størrelse). Brugen af infrarøde detektorer, der ikke kræver modulering af lyskilder, gør instrumentet helt fri for mekaniske bevægelige dele og fuldstændig vedligeholdelsesfrit. Infrarøde gassensorer kan effektivt skelne gastypen og måle gaskoncentrationen nøjagtigt.
Denne sensor er med succes blevet brugt til påvisning af kuldioxid og metan.
