چند نکته درباره سنسورهای الکتروشیمیایی

اصل اساسی حسگرهای الکتروشیمیایی، واکنش‌های الکتروشیمیایی است که در آن سیگنال غلظت گاز هدف (یا آنالیت) به سیگنال جریان یا ولتاژ قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌شود. بر اساس تجربه عملی مستمر در استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی، ما معتقدیم نکات زیر هنگام کار با آنها نیاز به توجه دارند:

نقطه 1. ا حسگرهای الکتروشیمیایی دارای یک فیلم PTFE هستند که به سوراخ ورودی هوا متصل شده است. از یک سو، این فیلم می‌تواند از ورود آب یا روغن به داخل حسگر جلوگیری کند. از سوی دیگر، محدوده اندازه‌گیری و حساسیت حسگر را می‌توان تنظیم کرد. یک دهانه بزرگتر می‌تواند حساسیت و وضوح دستگاه را بهبود بخشد، در حالی که یک دهانه کوچکتر می‌تواند محدوده اندازه‌گیری آن را افزایش دهد.

نقطه 2. ا دمای بسیار بالا یا پایین می‌تواند بر طول عمر سنسورها تأثیر بگذارد. محدوده دمای عملیاتی نرمال سنسورها عموماً بین 30- درجه سانتی‌گراد و 50+ درجه سانتی‌گراد است. حتی اگر سنسورها تنها برای مدت کوتاهی در محدوده دمایی بالاتر از حد مجاز کار کنند، فقط سنسورهای با کیفیت بالا قادر به حفظ عملکرد عادی خود هستند. صرف‌نظر از کیفیت سنسور، باید از کارکرد در شرایط شدید اجتناب شود. کار در خارج از محدوده دمایی نرمال می‌تواند منجر به تغییر در خط پایه صفر و تأخیر در پاسخ‌دهی شود که در موارد شدید ممکن است باعث تبخیر الکترولیت و کاهش عمر سنسور شود. دماهای پایین نه تنها حساسیت را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند، بلکه زمان پاسخ‌دهی را نیز تأخیر می‌اندازند و در موارد حدی می‌توانند باعث یخ‌زدن الکترولیت شوند.

نقطه 3. A اگرچه سنسورها با حداکثر ظرفیت بار طراحی شده‌اند، استفاده از آنها فراتر از این محدوده و به‌ویژه در شرایط بار اضافی توصیه نمی‌شود. غلظت‌های بالای گازهای تشخیص‌داده‌شده می‌توانند بر خواص شیمیایی الکترولیت تأثیر بگذارند و در نتیجه عملکرد سنسور را تحت تأثیر قرار دهند. در سنسورهای با کیفیت پایین، این اثر می‌تواند به دلیل کیفیت پایین کاتالیزور مورد استفاده، مخرب باشد.

نقطه 4. H رطوبت بیشترین تأثیر را بر سنسورها دارد و همچنین دلیل اصلی تعمیرات است. به‌طور کلی، هنگامی که رطوبت بیش از ۶۰٪ RH باشد، الکترولیت آب را جذب می‌کند و در موارد شدید ممکن است نشت کند و باعث خوردگی مدار شود. اگر رطوبت خیلی پایین باشد، الکترولیت دچار کاهش رطوبت می‌شود که این امر زمان پاسخگویی را افزایش می‌دهد. نکته مثبت این است که رقیق‌شدن و کاهش رطوبت الکترولیت عملاً فرآیندهای برگشت‌پذیری هستند. سنسور با قرار دادن آن در محدوده دمایی طبیعی به مدت ۱ تا ۳ هفته بدون استفاده، قابل بازگردانی است. سازندگان معمولاً وزن سنسورهای تعمیرشده را با وزن اولیه آن‌ها در زمان ارسال مقایسه می‌کنند. اگر تغییر قابل توجهی وجود داشته باشد، فرض بر این است که این تغییر ناشی از تأثیر رطوبت است. پس از اینکه به سنسور مدتی استراحت داده شد، مجدداً به مشتری بازگردانده می‌شود.

نقطه 5. ت حساسیت یک سنسور همچنین می‌تواند تحت تأثیر محیط کار، به ویژه دما و رطوبت قرار گیرد. یک سنسور با زمان پاسخ‌دهی طولانی که در ابتدا غیرحساس بوده است، ممکن است در طول عمرش روزبه‌روز حساس‌تر شود و بالعکس. این موضوع به ویژه در مناطقی که فصول سال تغییرات قابل توجهی دارند، صادق است. اگر نصب در محیطی خشک و سرد انجام شود، عملکرد کلی سنسور بسیار نامناسب است، اما با گرم شدن هوا و افزایش رطوبت، سنسور احساس بهتر و بهتری خواهد داشت. در ابتدا نصب بسیار پایدار و به خوبی تنظیم شده بود، اما پس از چند هفته مشکلات مختلفی پیش می‌آید. این امر در صورتی که سنسور در کنار سیستم کولر یا در سایر محیط‌های خشک نصب شود، حتی بیشتر قابل توجه است.

نقطه 6. ثانیه برخی گازهای محرک قابل تشخیص و غیرقابل تشخیص در محیط ممکن است توسط کاتالیزور حسگر جذب شوند یا با آن واکنش دهند، و این امر می‌تواند باعث مهار کاتالیزور، آسیب به الکترودهای حسگر و از بین رفتن حسگر شود. لرزش شدید و ضربه‌های مکانیکی نیز می‌توانند به الکترودهای حسگر، سیم‌های فلزی متصل و غیره آسیب برسانند و در نتیجه حسگر را خراب کنند. برای حسگرها، هرچه خلوص کاتالیزور بیشتر و فراوانی آن بیشتر باشد؛ کیفیت بهتری دارد، سیم‌های اتصال مقاوم‌تر و بادوام‌تر هستند؛ ساختار سخت‌افزاری قوی‌تر باشد، تعمیرات ناشی از موارد فوق کمتر خواهد بود.

نقطه 7 . A تمام حسگرها دارای چرخه عمر نگهداری هستند، بدین معنا که در شرایط ایده‌آل نگهداری، سیگنال حسگر مطابق با مشخصات فنی است، اما پس از گذشتن از این دوره، سیگنال حسگر ممکن است ناپایدار شود.

نقطه 8. سنسورهایی با عملکرد فیلتراسیون، دارای فیلترهای شیمیایی روی خود هستند. این فیلترهای آلی بسیار کارآمد بوده و قادر به حذف عمده گازهای مزاحم هستند. با این حال، عمر مفید این فیلترها محدود است. پس از رسیدن به نقطه اشباع، تأثیر گازهای مزاحم تشدید شده و ممکن است منجر به هشدارهای کاذب جدی شود. علاوه بر این، عمر دقیق این فیلترها متغیر بوده و پیش‌بینی آن دشوار است. نکته مهم این است که این فیلترها قابل استفاده مجدد نیستند؛ زمانی که رطوبت باعث اشباع و گرفتگی منافذ آنها شود، کارایی فیلتراسیون به سرعت کاهش می‌یابد.