مبدأ تشغيل أجهزة الكشف عن الغاز الكهروكيميائية
إن جزءًا كبيرًا من الغازات القابلة للاشتعال والسامة والضارة في أجهزة الكشف عن الغاز 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 كاشف الغاز من نوع البطارية الأصلي (المعروف أيضًا باسم مستشعر الغاز من نوع بطارية Gavoni، أو مستشعر الغاز من نوع خلية الوقود، أو مستشعر الغاز من نوع البطارية التلقائي) 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) كاشف الغاز من نوع الخلية الإلكتروليتية ذو الإمكانات الثابتة، هذا المستشعر 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) كاشف الغاز من نوع بطارية التركيز، مع غاز نشط كهروكيميائيًا على جانبي الخلية الكهروكيميائية، سيشكل تلقائيًا قوة دافعة كهربائية مركزة. 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) يحتوي كاشف الغاز من نوع التيار الحدي على مستشعر لقياس تركيز الأكسجين، والذي يستخدم مبدأ أن الحد الحالي في الخلية الكهروكيميائية يرتبط بتركيز الناقل لإعداد مستشعر تركيز الأكسجين (الغاز) للكشف عن الأكسجين في السيارات وكشف تركيز الأكسجين في الفولاذ المنصهر.
