*的電化學毒氣傳感器都是相同的原理,即待測氣體擴散到傳感器前端的工作電極
上發生電化學氧化或還原反應,對電極上則發生對應的氧氣被還原或水被氧化的反應,從而
形成可檢測的電流。
還原性氣體如 CO、H2S、SO2、HCN、PH3 等(通常在傳感器說明書中電流標示為正),在
工作電極上發生氧化反應,氧氣則在對電極上發生還原反應,因此建議用以空氣作底氣
的標氣。
氧化性氣體如二氧化氮、臭氧等(通常在傳感器說明書中電流標示為負),不需
要氧氣參與對電極反應,所以用以氮氣作為底氣的標氣即可。
因此,對還原性氣體如 CO、H2S、SO2、NH3、HCN、PH3 等而言:
1)用于標定和測量電化學傳感器的標準氣建議用空氣作底氣(或稱余氣、背景氣)。如
果用以氮氣作底氣的標準氣則會產生誤差和影響傳感器正常工作。其原因是,電化學傳感器
內部的對電極上發生耗氧的還原反應,需要電解液中有氧氣參與反應(見圖 1,主流電化學毒
氣傳感器反應方程式)。 空氣的主要成份是 21%氧氣和 79%氮氣。如果用以氮氣作背景氣的
標準氣,因為標準氣中的氧氣偏壓為零,當此標準氣通過傳感器時會將傳感器內部電解液中的氧逐漸吸走,使傳感器不能正常工作。
2)上通行的要求是電化學傳感器須使用以空氣作底氣的標準氣(二氧化氮、
臭氧三個氧化性氣體除外)。早前傳統的毒氣探測報警器使用半導體傳感器,不要求標準氣以空氣作底氣,故普遍使用以氮氣作底氣的標準氣,這種習慣在有些國家沿用至今,是不正確的。參見國外標準機構對使用電化學毒氣傳感器要求使用以空氣作底氣
3)有毒氣體報警器真正工作時是用于檢測環境中的毒氣(即空氣氣氛中的毒氣),而不
是純氮氣中的毒氣。所以,用以空氣作底氣的標準氣進行標定和測量也更接近實際應用情況。
4)即使用以氮氣作底氣的標準氣進行標定、測量時沒發現誤差,也不能保證在真正應用
場合下(是在空氣氣氛中測量)的測量是準確無誤的。
5)包括所有其它品牌的電化學氣體傳感器理論上都要以空氣為底氣。
6)如用氮氣為底氣通氣的時間不宜過長,如時間太長把氧氣耗盡了傳感器信號會不穩定。
強調一下,氧化性氣體如二氧化氮、臭氧等不作上述要求,使用氮氣做底氣的標
準氣即可。
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