Penerapan sensor elektrokimia pada sensor gas

Penerapan sensor elektrokimia pada sensor gas

Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, aplikasi sensor gas menjadi semakin luas. Didorong oleh aplikasi yang ada di mana-mana seperti Internet of Things, arah pengembangan sensor gas mulai berkembang ke arah miniaturisasi, integrasi, modularisasi, dan kecerdasan. Di antara sensor-sensor tersebut, sensor elektrokimia populer di bidang deteksi gas karena outputnya yang linier, konsumsi daya yang rendah, dan resolusi yang lebih baik. Selain itu, sensor gas elektrokimia memiliki pengulangan dan akurasi pengukuran yang lebih baik daripada sensor lainnya. Setelah beberapa dekade pengembangan teknologi, sensor gas elektrokimia memiliki selektivitas yang sangat baik untuk pemantauan gas tertentu.

Pada awalnya, sensor elektrokimia digunakan untuk memantau konsentrasi oksigen. Dengan perkembangan teknologi, sensor elektrokimia untuk memantau dan mendeteksi berbagai gas beracun yang berbeda dalam rentang LEL mulai muncul, dan sensor elektrokimia juga menunjukkan sensitivitas dan selektivitas yang baik dalam aplikasi praktis, sehingga hingga saat ini, sensor elektrokimia masih menjadi sensor utama untuk memantau konsentrasi gas. Saat ini, sensor elektrokimia telah banyak digunakan dalam berbagai aplikasi statis dan mobile, dan telah memainkan peran penting dalam pemantauan berbagai gas dalam berbagai kesempatan. Berikut ini adalah pengenalan singkat pengetahuan terkait sensor gas elektrokimia:

1. Prinsip-prinsip sensor elektrokimia

Sebagian besar sensor gas elektrokimia digunakan dalam mode difusi. Dalam mode ini, sampel gas dari lingkungan sekitar masuk ke dalam sensor melalui lubang kecil di bagian depan sensor (melalui aliran alami molekul gas). Beberapa perangkat menarik sampel udara/gas ke dalam sensor melalui pompa hisap. Membran yang dapat bernapas dipasang di lubang udara untuk mencegah air atau minyak masuk ke dalam sensor. Rentang pengukuran dan sensitivitas sensor dapat diubah dengan menyesuaikan ukuran lubang masuk udara selama perancangan. Lubang masuk udara yang lebih besar dapat meningkatkan sensitivitas dan resolusi perangkat, sedangkan lubang masuk udara yang lebih kecil mengurangi sensitivitas dan resolusi, tetapi dapat meningkatkan rentang pengukuran.

Kedua, komposisi sensor elektrokimia.

1. Membran yang dapat bernapas (juga disebut membran hidrofobik)

Membran berpori digunakan untuk menutupi elektroda penginderaan (katalitik), dan dalam beberapa kasus digunakan untuk mengontrol kedatangan berat molekul gas pada permukaan elektroda. Penghalang tersebut biasanya terbuat dari film Teflon berporositas rendah. Jenis sensor ini disebut sensor berlapis. Alternatifnya, sensor juga dapat dilapisi dengan film Teflon berporositas tinggi, dan berat molekul gas yang mencapai permukaan elektroda dapat dikontrol dengan kapiler. Jenis sensor ini disebut sensor kapiler. Selain memberikan perlindungan mekanis untuk sensor, membran juga memiliki fungsi menyaring partikel yang tidak diinginkan. Untuk mentransmisikan berat molekul gas positif, perlu memilih ukuran pori membran dan kapiler yang tepat. Ukuran pori harus memungkinkan sejumlah molekul gas yang cukup untuk mencapai elektroda penginderaan. Ukuran pori juga harus mencegah kebocoran atau pengeringan cepat elektrolit cair.

2. Elektroda

Pemilihan material elektroda sangat penting. Material elektroda harus berupa material katalitik yang dapat melakukan reaksi semi-elektrolitik dalam waktu lama. Umumnya, elektroda terbuat dari logam mulia, seperti platinum atau emas, yang bereaksi secara efektif dengan molekul gas setelah dikatalisis. Tergantung pada desain sensor, untuk menyelesaikan reaksi elektrolisis, ketiga elektroda dapat terbuat dari material yang berbeda.

3. Elektrolit

Elektrolit harus mampu melakukan reaksi elektrolisis dan secara efektif mentransfer muatan ion ke elektroda. Elektrolit juga harus membentuk potensial referensi yang stabil dengan elektroda referensi dan kompatibel dengan material yang digunakan dalam sensor. Jika elektrolit menguap terlalu cepat, sinyal sensor akan melemah.

4. Filter

Terkadang, filter penyaring dipasang di depan sensor untuk menyaring gas yang tidak diinginkan. Pilihan filter terbatas, dan setiap filter memiliki tingkat efisiensi yang berbeda. Bahan filter yang umum digunakan adalah karbon aktif. Karbon aktif dapat menyaring sebagian besar zat kimia, tetapi tidak dapat menyaring karbon monoksida. Dengan memilih bahan filter yang tepat, sensor elektrokimia dapat memiliki selektivitas yang lebih tinggi terhadap gas targetnya.

3. Metode kerja sensor elektrokimia

Cara kerja sensor elektrokimia terutama adalah dengan bereaksi secara kimia dengan gas yang diukur dan menghasilkan sinyal listrik yang proporsional dengan konsentrasi gas. Sensor elektrokimia tipikal terdiri dari elektroda penginderaan dan elektroda lawan, yang dipisahkan oleh lapisan elektrolit tipis. Gas akan bereaksi dengan sensor melalui lubang-lubang kecil berbentuk kapiler, dan kemudian mencapai permukaan elektroda melalui lapisan penghalang hidrofobik. Dengan menggunakan metode ini, sejumlah gas yang sesuai dapat bereaksi dengan elektroda penginderaan untuk membentuk sinyal listrik yang cukup, sekaligus mencegah elektrolit bocor keluar dari sensor.

Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd adalah produsen solusi sensor terbesar, dan salah satu produk terbaik yang kami produksi adalah produk dari perusahaan ini.

Menjadi pemimpin kinerja berarti Hunan Rika Electronic Tech Co.,Ltd akan mencapai keunggulan operasional, kepuasan pelanggan terdepan di industri, dan kinerja keuangan yang unggul.

Singkatnya, ini sebenarnya adalah solusi terbaik untuk sistem pemantauan lingkungan dan meremehkan nilainya akan merugikan Anda lebih dari apa pun. Jadi, raihlah kesempatan ini sebelum Anda kehilangan kesempatan.