檢測(cè)特定化學(xué)物質(zhì)的電化學(xué)氣體傳感器工作原理
電化學(xué)傳感器是一種定量檢測(cè)特定化學(xué)物質(zhì)作為氧化或還原電流的裝置。電化學(xué)傳感器具有測(cè)量程序簡(jiǎn)單、響應(yīng)時(shí)間短、靈敏度和選擇性足夠等優(yōu)點(diǎn)。盡管利用化學(xué)反應(yīng)將目標(biāo)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可檢測(cè)物質(zhì)的化學(xué)傳感器系統(tǒng)（例如，通過(guò)紫外可見(jiàn)光譜法）已經(jīng)獲得了相當(dāng)高的靈敏度，但由于目標(biāo)物質(zhì)的間接檢測(cè)，它們對(duì)于原位測(cè)量是不可行的。
電化學(xué)氣體傳感器(有時(shí)稱為電化學(xué)分析儀或電化學(xué)有毒氣體探測(cè)器)旨在測(cè)量外部電路中特定氣體(如氧氣或一氧化碳)的濃度。在下面的文章中，我們將概述它們是如何工作的，以及電化學(xué)氣體傳感器的工作原理特性。
電化學(xué)氣體傳感器的工作原理:
電化學(xué)氣體傳感器通常由工作(即感測(cè))電極、反電極和參比電極組成，所有這些電極都包含在具有氣體滲透膜的外殼中。在感測(cè)操作期間，它被浸入電解液中。這些組件合在一起，使它能夠執(zhí)行其功能。
薄膜允許氣體(而不是液體)進(jìn)入傳感器。當(dāng)氣體到達(dá)工作電極時(shí)，將發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)——氧化或還原，這取決于氣體的類型。該反應(yīng)引發(fā)工作電極和反電極之間的電子流(即電流)。氧化將電子從工作電極移動(dòng)到反電極，而還原將電子從反電極移動(dòng)到工作電極。
在任何情況下，產(chǎn)生的電流與目標(biāo)氣體的濃度成正比。然后，根據(jù)校準(zhǔn)放大和處理電流，為用戶提供百萬(wàn)分之一(PPM)或體積百分比的讀數(shù)。如果沒(méi)有檢測(cè)到目標(biāo)氣體，大多數(shù)電化學(xué)傳感器顯示讀數(shù)為零。然而，與催化珠傳感器不同，該傳感器需要平衡或調(diào)零。
雖然電化學(xué)傳感器設(shè)計(jì)用于識(shí)別特定的氣體，但大多數(shù)傳感器都有一定程度的交叉敏感性。這種現(xiàn)象是指?jìng)鞲衅鲗?duì)目標(biāo)氣體以外的氣體的反應(yīng)，通常是因?yàn)榉悄繕?biāo)氣體的化學(xué)反應(yīng)性大于目標(biāo)氣體。在某些情況下，非目標(biāo)氣體可以掩蓋目標(biāo)氣體的存在。由于這些原因，在操作期間使用濾波器和偏置電壓以最小化交叉靈敏度對(duì)讀取精度的影響是很重要的。
電化學(xué)傳感器所依賴的化學(xué)過(guò)程的速率與溫度成正比。因此，溫度變化會(huì)影響傳感性能。為了在更廣泛的環(huán)境條件下獲得更高的讀數(shù)精度，建議采用某種形式的溫度補(bǔ)償。
