مقدمة لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية في أجهزة الكشف عن الغاز
إن جزءًا كبيرًا من غازاتها القابلة للاشتعال والسامة والضارة لها نشاط كهروكيميائي ويمكن أكسدتها أو تقليلها كهروكيميائيًا. ومن خلال الاستفادة من هذه التفاعلات يمكن تمييز تركيب الغاز والكشف عن تركيز الغاز. تنقسم أجهزة استشعار الغاز الكهروكيميائية إلى عدة فئات فرعية:
(1) مبدأ مستشعر الغاز من نوع البطارية الأصلي (المعروف أيضًا باسم مستشعر الغاز من نوع بطارية كافاني، أو مستشعر الغاز من نوع خلية الوقود، أو مستشعر الغاز من نوع الخلية التلقائية) هو نفس البطارية الجافة التي نستخدمها، باستثناء أنه يتم استبدال قطب المنغنيز الكربوني للبطارية بقطب غاز. وبأخذ مستشعر الأكسجين كمثال، يتم تقليل الأكسجين عند الكاثود، وتتدفق الإلكترونات عبر مقياس التيار الكهربائي إلى القطب الموجب، حيث يتأكسد معدن الرصاص. يرتبط حجم التيار ارتباطًا مباشرًا بتركيز الأكسجين. يمكن لهذا النوع من أجهزة الاستشعار اكتشاف الأكسجين وثاني أكسيد الكبريت وغاز الكلور وما إلى ذلك بشكل فعال.
(2) مستشعر الغاز من نوع الخلية الإلكتروليتية ذات الإمكانات الثابتة، وهو فعال جدًا في اكتشاف الغازات المختزلة. يختلف مبدأه عن مستشعر نوع البطارية الأصلي، ويحدث تفاعله الكهروكيميائي تحت قوة التيار. إنه مستشعر تحليل كولومب حقيقي. تم استخدام هذا النوع من أجهزة الاستشعار بنجاح في الكشف عن الغازات مثل أول أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والهيدروجين والأمونيا والهيدرازين وما إلى ذلك. وهو حاليًا المستشعر الرئيسي للكشف عن الغازات السامة والضارة.
(3) سيشكل مستشعر الغاز من نوع بطارية التركيز، مع وجود غاز نشط كهروكيميائيًا على جانبي الخلية الكهروكيميائية، قوة دافعة كهربائية مركزة تلقائيًا، ويرتبط حجم القوة الدافعة الكهربائية بتركيز الغاز. ومن الأمثلة الناجحة على هذه المستشعرات أجهزة استشعار الأكسجين للسيارات وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون من نوع الإلكتروليت الصلب.
(4) مستشعر الغاز الحالي الشديد هو نوع من أجهزة الاستشعار التي تقيس تركيز الأكسجين. ويستخدم مبدأ أن التيار الشديد في الخلية الكهروكيميائية يرتبط بتركيز الناقل لإعداد مستشعر تركيز الأكسجين (الغاز)، والذي يستخدم للكشف عن الأكسجين في السيارات واكتشاف تركيز الأكسجين في الفولاذ المنصهر.
