多功能煙氣分析儀常用電化學傳感器的工作原理是什么?
多功能煙氣分析儀是檢測二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳等有害氣體排放量和含氧量的儀器。用于油氣鍋爐污染排放、煙氣及污染源的環境監測。氣體傳感器是多功能煙氣分析儀檢測氣體的核心,*常用的氣體傳感器是電化學傳感器。
電化學氣體傳感器性能相對穩定,壽命長,功耗低,對氣體響應快,不受濕度影響。分辨率一般可以達到011 ol/mol(不同傳感器不同)。它的溫度適應性也比較廣(有時可以在-40°C到50°C之間工作)。但是,它也受讀數溫度變化的影響很大。所以很多儀器都有軟硬件溫度補償處理。
同時,電化學傳感器具有體積小、操作簡單、攜帶方便、可用于現場監測、成本低等優點。因此,在目前的各種氣體檢測設備中,包括多功能煙氣分析儀、電化學氣體傳感器都占有非常重要的地位。
根據檢測原理的不同,電化學氣體傳感器主要分為金屬氧化物半導體傳感器、催化燃燒傳感器、恒電位電解氣體傳感器、原電池氧傳感器、紅外傳感器、PID光電離傳感器等。目前,多功能煙氣分析儀中比較常用的是恒電位電解式氣體傳感器和卡瓦尼電池式氧傳感器。
恒電位電解氣體傳感器的工作原理是使電極與電解液的界面保持一定的電解電位,通過改變設定電位,使氣體選擇性氧化或還原,從而定量檢測各種氣體。其結構是:工作電極、對電極和參比電極安裝在塑料制成的圓柱形罐中,電極之間填充電解液,頂部封裝有多孔四氟乙烯制成的隔膜。前置放大器與傳感器電極之間的連接在電極之間施加一定的電位,使傳感器處于工作狀態。氣體在電解液中的工作電極處發生氧化或還原反應,在對電極處發生還原或氧化反應。電極的平衡電位發生變化,變化值與氣體濃度成正比。可以測量SO2、NO、NO2、CO、H2S等氣體,但這些氣體傳感器的靈敏度不一樣。靈敏度從高到低依次為 H2S、NO、NO2、SO2、CO、響應時間一般為幾秒到幾十秒,一般小于1min;它們的壽命只有半年,短則2年,長則3年,有些CO傳感器長達數年。