电化学传感器详解：MIMO雷达与气体检测

本文主要介绍了电化学传感器，特别是侧重于传感器的定位，包括氢补偿传感器和L型低浓度传感器，以及气体采样系统的相关内容。同时提到了电化学气体传感器的工作原理，信号产生机制，以及传感器设计中的关键元素，如参考电极的作用。 电化学传感器是一种利用与分析物反应产生电信号的装置，常见于有毒气体检测。这些传感器通常是电流传感器，电流大小与气体浓度成正比。传感器内部通常包含工作电极、参考电极和辅助电极（在三电极传感器中），其中参考电极确保工作电极的电势稳定。电化学过程发生在工作电极上，气体分子经过隔膜、毛细管到达电极表面，发生氧化或还原反应，产生电流。 1. 氢补偿传感器，如CO/SF-4E-S，专门用于烟气/烟道气体监测，能有效区分并补偿CO和H2这两种气体的信号，提高测量精度。在四电极设计中，辅助电极信号用于区分和校正由H2引起的信号，以达到高精度的浓度测量。 2. L型低浓度传感器，相较于三电极传感器，具有更低的检测限和更高的分辨率。辅助电极信号用于校正温度变化和干扰气体导致的基线漂移，但无法消除干扰气体的交叉敏感性问题。 3. 气体采样系统在电化学传感器的应用中至关重要，传感器的定位直接影响到测量的准确性和稳定性。正确的采样系统设计能确保气体样本有效地到达传感器，减少干扰，优化测量结果。 4. 电化学传感器的设计包括恒电位电路，如三电极电化学电路，其中参考电极维持工作电极的恒定电位，确保传感器的稳定工作。恒电位电路是电化学传感器正常运行的关键，使得传感器可以在不同的环境条件下保持一致性。 5. 电化学传感器的输出信号直接反映了气体的浓度，而非分压，这使得它们能够在不同的大气压力环境中使用，只需校准一次即可。 电化学传感器在气体检测中扮演着核心角色，其工作原理、设计优化以及与之相关的补偿和采样系统共同确保了传感器的高灵敏度和准确性。瑞士Membrapor等公司生产的传感器因其高精度和可靠性在行业内被广泛使用。