Extrait : Compensation de la sensibilité croisée dans les capteurs de gaz électrochimiques.
Introduction H2>
Grâce à leur fiabilité et à la précision des valeurs affichées, les appareils de mesure des émissions de Testo bénéficient d’une très bonne réputation chez les clients dans le monde entier. Le réglage et la surveillance d’installations de chauffage ainsi que les mesures sur les systèmes de cogénération, les moteurs ou les turbines sont des applications typiques. La matrice des gaz est assez bien connue pour ces tâches, en fonction du combustible et du réglage de l’installation.
Par ailleurs, les appareils de mesure des émissions de Testo sont aussi employés pour la surveillance des processus les plus divers dans lesquels la composition des gaz peut fortement varier. Ce Whitepaper traite la question des interférences éventuelles des gaz qui est soulevée dans ce contexte, ainsi que les méthodes pour les gérer.
Sensibilités croisées des capteurs de gaz H2>
Sensibilités croisées dans les capteurs de gaz électrochimiques et stratégies de compensation H2>
Le principe de fonctionnement d’un capteur de gaz électrochimique est d’abord expliqué à l’aide du schéma de la fig. 2. Le gaz à mesurer, par exemple le monoxyde de carbone (CO), doit passer par une barrière de diffusion (sous forme de capillaire ou de membrane) et, dans certains types de capteur, par un filtre chimique et arrive ensuite à l’électrode dite de travail. Cette dernière « baigne » dans un électrolyte, donc une solution aqueuse de nature acide ou alcaline. La molécule de gaz provoque une réaction chimique au niveau de l’électrode de travail, des ions se forment, par exemple des protons (H+) qui migrent vers la contre-électrode où ils réagissent avec l’oxygène présent sous forme dissoute dans l’électrolyte. Cela provoque en même temps un courant électrique qui est dérivé vers un circuit électrique extérieur et sert de mesure pour la concentration de gaz présente. La troisième électrode (électrode de référence) sert à stabiliser le signal du capteur.
Les électrodes doivent comporter un métal précieux (p.ex. du platine) comme catalyseur pour permettre ces réactions chimiques. Le choix de matériaux catalyseurs appropriés pour les électrodes est limité et les matériaux adéquats montrent leur effet catalytique pour différents gaz. Un mélange de différents catalyseurs permet d’augmenter la sélectivité vis-à-vis d’un gaz spécifique. Pourtant, il est inévitable que les capteurs de gaz électrochimiques présentent des sensibilités croisées. Une électrode en platine par exemple présente une forte activité catalytique et dans un capteur de gaz pour le CO, rempli d’acide sulfurique dilué en solution aqueuse, elle convertira aussi les gaz interférants suivants : NO, NO₂, SO₂ et H₂.
Comment peut-on donc minimiser ces sensibilités croisées indésirables dans les capteurs de gaz ou analyseurs de gaz afin d’obtenir une indication fiable et précise de la concentration, même dans les mélanges de gaz inconnus et complexes ? Différentes stratégies sont utilisées à cette fin :
Matériaux catalyseurs H2>
Tension préalable H2>
Filtres H2>
Contenu du Whitepaper
- Capteur de CO avec compensation H₂
- Compensation de sensibilités croisées
- Particularités des analyseurs et capteurs de gaz de Testo
- Limites de compensation des sensibilités croisées
- Succès lors du perfectionnement du capteur de SO₂
- Conclusion