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电化学气体传感器的优缺点

精讯畅通    2022-08-17

概述

电化学气体传感器是基于一种久经验证的气体检测技术而研发的传感器设备,它的历史可以追溯到1950年代,当时研发了用于检测氧气的电化学气体传感器。这种技术的首批应用之一是葡萄糖生物传感器,用于测量葡萄糖的缺氧情况。在接下来的几十年中,该技术得到了发展,气体传感器变得小型化,并能检测多种目标气体。

随着传感技术无处不在的时代的到来,许多行业出现了无数新的气体检测应用,例如汽车空气质量监测或电子鼻。不断发展的法规和安全标准对新应用和现有应用提出了比过去更具挑战性的要求。换句话说,未来的气体检测系统必须能精确测量低得多的浓度,对目标气体更具选择性,依靠电池电源工作更长的时间,并在更长的时间内提供稳定一致的性能,同时始终保持安全可靠的运行。

电化学气体传感器的优缺点

电化学气体传感器的普及可以归因于其线性输出、低功耗要求和良好的分辨率。此外,一旦根据目标气体的已知浓度进行校准,其测量的重复性和精度也非常好。数十年来技术的发展,让这些传感器可以对特定气体类型提供非常好的选择性。

由于其优点众多,工业应用(例如用于保护工人安全的有毒气体检测)率先采用了电化学传感器。这些传感器的运行经济性促进了区域有毒气体监测系统的部署,确保了采矿、化学工业、沼气厂、食品生产、制药工业等行业员工的安全环境条件。

尽管检测技术本身在不断进步,但自电化学气体检测出现以来,其基本工作原理以及与生俱来的缺点并未改变。通常,电化学传感器的保质期有限,一般为六个月至一年。传感器的老化也会对其长期性能产生重大影响。传感器制造商通常会指定传感器灵敏度每年最多可漂移20%。此外,虽然目标气体选择性已有显著改善,但传感器仍存在对其他气体的交叉敏感性问题,导致测量受到干扰和读数出错的几率增加。传感器性能还与温度相关,必须在内部进行温度补偿。

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