ما هو جهاز استشعار الغاز الكهروكيميائي؟

ما هو حساس الغاز الكهروكيميائي

لماذا نستخدم مستشعر الغاز الكهروكيميائي؟

يعد المستشعر الكهروكيميائي أحد المكونات المهمة في الجهازمستشعر الغاز. تشير الكيمياء الكهربائية بشكل أساسي إلى مبدأ عملها.

وهو يعمل عن طريق إنتاج تفاعل كيميائي مع الغاز المقاس وإنتاج إشارة كهربائية تتناسب مع تركيز الغاز.

تكون معظم أجهزة استشعار الغاز الكهروكيميائية في وضع الانتشار، وتتدفق جزيئات عينة الغاز الموجودة في البيئة المحيطة بشكل طبيعي عبر الفتحات الصغيرة الموجودة في الجزء الأمامي من المستشعر لدخول المستشعر. تحتوي بعض المعدات على مضخة هواء لسحب عينات الهواء والغاز إلى المستشعر، ومن ثم مراقبتها.

لتجنب التأثير، لضمان دقة الرصد، في مسام جزء هوي مع حاجز غشاء نفاذية الغاز لبخار الماء، والشوائب الأخرى في أجهزة الاستشعار. يمكن تغيير نطاق القياس وحساسية المستشعر عن طريق ضبط حجم مدخل الهواء أثناء التصميم.

يمكن أن تعمل فتحة الهواء الكبيرة على تحسين حساسية ودقة المستشعر، في حين أن مدخل الهواء الصغير يقلل من الحساسية والدقة، ولكنه يزيد من نطاق القياس.

جرب مستشعر الغاز الكهروكيميائي من شركة HENGKO

في الوقت الحاضر، تم استخدام أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية على نطاق واسع في سلامة الأغذية، والتحليل البيولوجي، وطب الحياة، والرصد البيئي، وما إلى ذلك. يمكن لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية اكتشاف الأوزون والفورمالديهايد وأول أكسيد الكربون والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد النيتروجين والأكسجين والغازات الأخرى. . لدى HENGKO العديد من أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، مثل أجهزة استشعار الأكسجين، وأجهزة استشعار كبريتيد الهيدروجين، وأجهزة استشعار أول أكسيد الكربون، وأجهزة استشعار الأمونيا، وأجهزة استشعار ثاني أكسيد الكربون، وما إلى ذلك.

بالإضافة إلى ذلك، هناكأقراص مقاومة للانفجار، قذائف التنفس استشعار الغاز،وحدات استشعار الغاز، مجسات استشعار الغاز, كاشف الغازمكونات إنذار الصوت والضوء، وحدات إرسال الغاز، ملحقات إنذار مستشعر الغاز، وما إلى ذلك لتلبية احتياجات الصناعات المختلفة.

أفضل مستشعر كهروكيميائي هو المستشعر الذي يكتشف الأكسجين. بعد كل شيء، تم استخدام أول مستشعر كهروكيميائي لأول مرة لمراقبة الأكسجين. لديها انتقائية جيدة وموثوقية ومتوسط العمر المتوقع. أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية الأخرى عرضة للتداخل من الغازات الأخرى. يتم حساب بيانات التداخل باستخدام تركيزات غاز منخفضة نسبيًا.

في التطبيقات العملية، قد يكون تركيز التداخل مرتفعًا جدًا، مما قد يسبب قراءات خاطئة أو إنذارات كاذبة. مستشعر الأكسجين الصناعي Hengge عالي الدقة ومضاد للتدخل، أداء جيد، تشغيل مستقر وموثوق، تركيب وصيانة ثابتة، تشغيل بسيط، مضاد قوي للتدخل، النطاق: 0-30% VOL، الدقة: ± 3% (FS ) ، كرر الأداء: ≥ 2٪، الدقة: 1٪ VOL، وقت الاستجابة: ≥ 30 ثانية، يمكن أن يصل مستوى الحماية إلى IP65، IP66.

أجهزة الاستشعار الكهروكيميائيةلديها متطلبات منخفضة للغاية من حيث طاقة التشغيل، ومن بين جميع أنواع أجهزة استشعار الغاز، فإن استهلاكها للطاقة هو الأقل. لذلك، يتم استخدام هذا المستشعر على نطاق واسع في مساحة محدودة. بشكل عام، العمر المتوقع لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية هو 1-3 سنوات. ومع ذلك، فإن العمر المتوقع للمستشعر يعتمد إلى حد كبير على التلوث البيئي ودرجة الحرارة والرطوبة التي يتعرض لها. ولذلك، يعد الكشف والصيانة المنتظمة لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية من التدابير الفعالة لإطالة عمرها.

هل تعرف كيف يعمل المستشعر الكهروكيميائي؟

بالنسبة لهذه الأسئلة، يجب علينا أولاً معرفة بعض المعلومات الأساسية مثل المبدأ والمكونات وخطوات التشغيل

تحتاج أيضًا إلى معرفة بعض الأنواع الشائعة من أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية. ثم دعونا التحقق من التفاصيل على النحو التالي:

تُستخدم أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية على نطاق واسع للكشف عن المواد الكيميائية المختلفة وقياس كميتها من خلال استغلال مبادئ الكيمياء الكهربائية. فيما يلي نظرة عامة على كيفية عملها:

1. المبدأ الأساسي:

تعمل أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية عن طريق قياس الإمكانات الكهربائية أو التيار الذي ينشأ نتيجة تفاعل كيميائي على سطح القطب.

2. المكونات الأساسية:

* قطب العمل (WE): هذا هو المكان الذي يحدث فيه التفاعل الكهروكيميائي محل الاهتمام. تعتبر خصائص المواد والسطح لهذا القطب ضرورية لأداء المستشعر.
* القطب المرجعي (RE): يوفر إمكانات مرجعية مستقرة يتم من خلالها قياس إمكانات القطب العامل.
* القطب الكهربائي المضاد (CE أو القطب المساعد): يكمل الدائرة الكهربائية، مما يسمح للتيار بالتدفق بين الأقطاب العاملة والأقطاب الكهربائية المضادة.
* الإلكتروليت: وسط يسهل حركة الأيونات ويدعم التفاعلات الكهروكيميائية عند الأقطاب الكهربائية.

3. خطوات التشغيل:

* التعرض للمادة التحليلية: عندما يتعرض الجزيء المستهدف (أو الحليلة) للقطب الكهربائي العامل، فإنه يخضع لتفاعل كهروكيميائي - إما يتأكسد (يفقد الإلكترونات) أو يتم تقليله (يكتسب الإلكترونات).
* نقل الإلكترون: يتضمن هذا التفاعل الكهروكيميائي نقل الإلكترونات بين الحليلة والقطب الكهربائي، مما يؤدي إلى إنشاء إشارة كهربائية قابلة للقياس.
* قياس الإشارة: يتم بعد ذلك قياس الإشارة الكهربائية المولدة (إما فرق محتمل أو تيار) مقابل المرجع المستقر الذي يوفره القطب المرجعي.
* تفسير البيانات: يرتبط حجم هذه الإشارة الكهربائية ارتباطًا مباشرًا بتركيز المادة التحليلية. ومن خلال مقارنة الإشارة بمنحنى المعايرة أو استخدام السلوك المعروف للحليلة، يمكن تحديد تركيزها.

4. أنواع أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية:

* مجسات قياس الجهد: قياس فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية العاملة والمرجعية. تعتبر أجهزة قياس الأس الهيدروجيني من الأمثلة الشائعة.
* أجهزة الاستشعار الأمبيرومترية: قياس التيار الناتج عن التفاعل الكهروكيميائي للمادة الحليلة عند القطب العامل. تستخدم أجهزة قياس الجلوكوز عادةً أجهزة استشعار غير قياسية.
* أجهزة الاستشعار المتداخلة: قياس المعاوقة أو تغير المقاومة في الخلية الكهروكيميائية عند التفاعل مع المادة التحليلية.
* مجسات قياس التوصيل: قياس التغير في موصلية محلول الإلكتروليت عند التفاعل مع الحليلة.

5. مزايا أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية:

* حساسية وانتقائية عالية.
* وقت الاستجابة السريع.
* القدرة على العمل في المرحلتين السائلة والغازية.
* القدرة على العمل في العينات العكرة أو الملونة.
* غالبًا ما يكون محمولًا ومناسبًا للتحليل في الوقت الفعلي.

6. القيود:

* يمكن أن تفسد أجهزة الاستشعار أو تتسمم بالملوثات، مما يؤثر على أدائها.
* الانجراف في جهد القطب المرجعي يمكن أن يؤدي إلى أخطاء.
* يتطلب بعضها معايرة دورية للحفاظ على الدقة.

بشكل عام، تعتمد وظيفة أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية على التصميم المحدد والمواد المستخدمة وطبيعة التفاعل الكهروكيميائي للحليلة المستهدفة. تمتد مجموعة تطبيقاتها الواسعة من المراقبة البيئية والتشخيص الطبي إلى ضمان جودة الغذاء وما بعده.