? ? ? ? 全世界的電化學傳感器測有毒氣體都是相同的原理,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NO2、O3、CL2、HF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。 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)國際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(NO2、O3、CL2三個氧化性氣體除外)。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。
? ? ? 再次強調一下,氧化性氣體如二氧化氮傳感器、臭氧傳感器、氯氣傳感器等不作上述要求,使用氮氣做底氣的標準氣即可。