摘录:德图专用电化学气体传感器中的交叉干扰补偿
简介 H2>
传感器存在的交叉干扰问题 H2>
交叉干扰是指传感器不仅会对目标测量气体做出响应,而且还会对其他影响气体也做出响应。
换言之,交叉干扰问题会导致传感器无法完全地做出选择性响应。在理想情况下,即使是在复杂的气体组成中(数百种气体和水蒸气(气态H2O)),特定气体的浓度依旧可以被准确地测量出来。但在实际情况中,几乎所有测量原理的气体传感器在测量时都表现出受到某种或某类气体的交叉干扰影响。
例如,用于测量氧含量的顺磁式氧分析仪也会对二氧化氮和氨气做出反应;用于测定氮氧化物的化学发光方法中,二氧化碳是干扰气体。
德图烟气分析仪中使用的电化学气体传感器也存在交叉干扰问题。
电化学气体传感器中的交叉干扰与补偿策略 H2>
电化学气体传感器的工作原理如图2所示。被测气体,例如一氧化碳(CO),必须通过扩散屏障(毛细管或薄膜),并且对于某些类型的传感器来说,必须先通过过滤器,然后到达所谓的工作电极(感应电极)。该电极“漂浮”在电解液中,即酸性或碱性水溶液中。气体分子在工作电极上触发化学反应并形成离子,例如质子 (H+),它们将会到达反电极,并在这里与氧发生反应,成为电解质中的溶剂。与此同时,将会产生电流,并被导向外部电路,作为气体浓度的度量。第三个电极(参比电极)用于稳定传感器信号。
为了让这些化学反应在电极上发生,它们必须包含贵金属(例如铂)来作为催化剂。 能被用于电极上的合适的催化剂材料有限,并且它们对于不同气体的催化作用也不相同。通过混合不同的催化剂,可以提高对特定气体的选择性。但是,电化学气体传感器不可避免地会显示出交叉干扰。例如,具有很高催化活性的铂电极,在充满稀硫酸水溶液的CO气体传感器中,也显示出会受到NO、NO₂、SO₂ 和 H₂ 气体的交叉干扰影响。
那么,如何才能尽可能降低气体传感器和气体分析仪中这些不希望存在的交叉干扰,以便即使在未知的和复杂的混合气体中也能可靠、准确地测量气体浓度?有多种策略可以在这方面发挥作用:
催化剂材料 H2>
偏压 H2>
过滤器 H2>
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- 带H₂ 补偿的CO 传感器
- 交叉干扰补偿
- 德图烟气分析仪和气体传感器的特殊性
- 交叉干扰补偿的限制
- 在进一步开发SO₂ 传感器方面取得的成功
- 总结