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为什么建议用以空气作底气的标准气标定电化学毒气传感器?

全世界的电化学毒气传感器都是相同的原理,即待测气体扩散到传感器前端的工作电极

上发生电化学氧化或还原反应,对电极上则发生对应的氧气被还原或水被氧化的反应,从而

形成可检测的电流。

还原性气体如 COH2SSO2HCNPH3 等(通常在传感器说明书中电流标示为正),在

工作电极上发生氧化反应,氧气则在对电极上发生还原反应,因此建议用以空气作底气

的标气。

氧化性气体如二氧化氮、臭氧等(通常在传感器说明书中电流标示为负),不需

要氧气参与对电极反应,所以用以氮气作为底气的标气即可。

因此,对还原性气体如 COH2SSO2NH3HCNPH3 等而言:

1)用于标定和测量电化学传感器的标准气建议用空气作底气(或称余气、背景气)。如

果用以氮气作底气的标准气则会产生误差和影响传感器正常工作。其原因是,电化学传感器

内部的对电极上发生耗氧的还原反应,需要电解液中有氧气参与反应(见图 1,主流电化学毒

气传感器反应方程式)。 空气的主要成份是 21%氧气和 79%氮气。如果用以氮气作背景气的

标准气,因为标准气中的氧气偏压为零,当此标准气通过传感器时会将传感器内部电解液中的氧逐渐吸走,使传感器不能正常工作。

2)国际上通行的要求是电化学传感器须使用以空气作底气的标准气(二氧化氮、

臭氧三个氧化性气体除外)。早前传统的毒气探测报警器使用半导体传感器,不要求标准气以空气作底气,故普遍使用以氮气作底气的标准气,这种习惯在有些国家沿用至今,是不正确的。参见国外标准机构对使用电化学毒气传感器要求使用以空气作底气

3)有毒气体报警器真正工作时是用于检测环境中的毒气(即空气气氛中的毒气),而不

是纯氮气中的毒气。所以,用以空气作底气的标准气进行标定和测量也更接近实际应用情况。

4)即使用以氮气作底气的标准气进行标定、测量时没发现误差,也不能保证在真正应用

场合下(是在空气气氛中测量)的测量是准确无误的。

5)包括所有其它品牌的电化学气体传感器理论上都要以空气为底气。

6)如用氮气为底气通气的时间不宜过长,如时间太长把氧气耗尽了传感器信号会不稳定。

强调一下,氧化性气体如二氧化氮、臭氧等不作上述要求,使用氮气做底气的标

准气即可。        

以上内容仅供参考

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