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过滤吸收器

简要描述:便携式的电化学传感器被用来方便探测甲醛气体,这种传感器有三电极,质量轻,成本低,反应灵敏,无需化学试剂而造成二次污染等优点。过滤吸收器

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  • 厂商性质:生产厂家
  • 更新时间:2024-04-05
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详细介绍

甲醛被认为是主要的污染物之一,就是因为它的高毒性和潜在的致癌性,甲醛产生的来源有很多,比如工业,交通,森林火灾,以及吸烟产生的烟雾。它也可能从不同的物体内散发出来,比如新的家具和高分子材料在降解的过程中,因此,它也可以作为材料降解过程中的标志分子。

甲醛检测常用的分析方法利用液相质谱结合2,肼衍生的方法。尽管这种方法可靠精确,但是他需要相对较贵的仪器而且只能在实验室完成[1]。因此,新型的甲醛探测方法和甲醛探测器的发展也就成了一个比较吸引人的课题。已经存在的传感器的测量原理,从能谱测量到电阻式测量,再到比色法,而后者是现在z广泛被研究的。金属氧化物薄膜和纳米金属氧化物通常被用在传感器的图层上。尽管,使用这种放的灵敏度很高,但是,它本质的缺陷是需要高温,在湿润的环境下,测量不准。为了克服高温下的操作问题,导电聚合物图层被引入用来探测挥发性有机物,比如甲醛。

经过对比国内国外的电化学传感器,从价格,分辨率,精度等方面考虑,而后选择了国内郑州炜盛公司的传感器,足以满足室内测量监测的要求。

电化学气体传感器介绍

甲醛气体传感器有很多种类型,有热导式,电导式,比色式,通常包括酶甲醛脱氢酶,然而,由于潜在的稳定性问题,对于其使用并不是在所有条件和环境下都合适。而无酶的电化学传感器性能提升了很多,也使得其开始被广泛关注,尽管这种传感器还比较少。

现有一种室温伏安的多功能聚合物传感层甲醛气体传感器,这是一种合成聚合物传感涂层,其结合了分析积累能力,其衍生物通过 的肼反应,同时其作用是用伏安测量聚合物电解质。

电化学气体传感器按照工作原理可以分为以下几种类型:燃料电池型气体传感器,极限电流型气体传感器,浓差电池型气体传感器。

电化学气体传感器的选型

商用丝网印刷电极用来当作底座,与碳工作和对电极,以及银准参考电极。电化学电池由三个内部合成传感涂层的电极组成,这三个涂层作为分析物衍生媒介以及高分子电解质,三电极的系统涂有20 L of 1% HPA or PAA解决方案,一夜之间干,所有的解决方案都使用了Milli-Q水,聚丙烯酸用来接收和溶解在水中,离子聚丙烯酸酯在实验室中被准备用来先溶解水中的聚丙烯酸,随后,用克分子数相等的数量水合肼来中和它。循环伏安测量方法使用Autolab PGSTAT 30来运行。

臭氧电化学气体传感器

臭氧的测量是空气质量和许多大气化学实验的关键部分,传统的臭氧监测机制基于紫外吸收,相对较贵,并且有一定高的能量的损耗,限制了固定的地点,而电化学传感器仅仅需要5v的直流电,总共的耗电量还不到5W。总重量不超过1公斤,这种电化学传感器产生的电压信号一定比例于臭氧的浓度,其范围是5-10ppm。两个臭氧传感器的性能有很好的线性度。传感器的校准和灵敏度受到相对湿度和气体样本的流动率的影响,被分开进行。线性校准曲线表明传感器的性能WQ相同,即使是在不同的湿度和流动率,为了要补偿传感器的基准漂移而调零的过程中。快速的湿度变化(~20%/min)会在传感器信号中产生显著立刻的变化,传感器需要大概40分钟的时间来恢复到原始值。相反,慢速的湿度变化对传感器响应有微弱的影响。为了检测小型化臭氧仪的性能,臭氧仪被用在实验室来检测臭氧损耗,通过海水吸收和空气质量检测18天,研究表明,臭氧被海水吸收是线性于海水表面微层的 YYS的。18天中从臭氧传感器中检测到的数据与使用紫外吸收法得到的数据具有很好的一致性。

甲醛电化学气体传感器

本文选择的电化学甲醛传感器ME3M-CH2O,其分辨率可达0.02ppm,当传感器暴露在甲醛气体中的时候,甲醛气体传感器使用丝网印刷碳电极作为基底,工作电极响应甲醛气体,其表面使用改进的聚丙烯酸离子传感层,生成和甲醛气体浓度成比例的极小电流,聚丙烯酸离子用来收集甲醛,同时,也是聚合电极,根据甲醛传感器的结构可知,工作电极与对电极同时浸入到电解液中时,通过测试电流的大小就可判定 CH2O 浓度的高低。每ppm甲醛气体输出1.1±0.5uA电流,在经过电流电压转换后得到AD转换器可以接收的模拟电压值。外加电压会使得两电极间产生极化[2]。定电位电化学型甲醛传感器有三个电极,图1为其结构图。

在甲醛传感器中,以及催化剂镍、钌、铂等金属粒子的作用下,酸性电解液的电解池内,甲醛气体向工作电极扩散,而发生氧化还原反应[3]

CO电化学气体传感器

CO传感器主要有可变电阻式以及电化学式两种类型。CO传感器选用的郑州炜盛电子科技有限公司的ME2-CO,其中可变电阻式CO传感器应用高低温循环方式,1000ppm的大量程,高温清洗低温时吸附的杂散气体,因为采用的气敏材料在清洁空气中电导率低,通过电路把电导率的变化对应到一氧化碳气体浓度,然后输出相应的电信号;当室内气体超过300ppm时,说明可燃气体泄漏,实时报警。低温检测一氧化碳,随空气中的一氧化碳气体浓度增加,一氧化碳传感器的电导率增大[4]

综上所述,其实反应状态如图2所示。

氨气电化学气体传感器

本文选择的氨气传感器和甲醛传感器一样,选用的郑州炜盛电子科技有限公司的ME4-NH30.12±0.03uA/ppm电流输出,同为电化学式传感器。空气中寿命2年,分辨率为0.1ppm

甲烷电化学气体传感器

本文选取的是郑州炜盛公司的MC112型号,MC112有四个引脚,甲烷传感器的应用电路如图3所示。引脚包括表面涂有催化剂的检测器件D和表面没有涂催化剂的补偿器件C,这两个检测器件构成了电桥的两臂,外加上阻值为两个2K?赘和一个500?赘的电阻构成了回路,以便回路中的工作电流不会因过大导致元件烧毁。

在应用电路中,传感器所工作的电桥需要3V的直流工作电压,为传感器在接触甲烷气体时能够提供燃烧需要的热量[5]。此时补偿器件C无反应,电阻率,温度以及电桥输出电压都不会变化,但是检测器件的电阻率,温度以及电桥输出电压都会发生变化,这个变化反应了空气中甲烷气体的浓度值。

本文选取的是郑州炜盛公司的MC112型号,它属于载体催化气敏元件,MC112催化燃烧式甲烷传感器,由图可知,在低浓度时,传感器的线性度很好。甲烷传感器的灵敏度特性如圖4所示。

本文介绍了应用在室内空气质量仪中的电化学气体传感器,这四款传感器体积小,质量轻,能够解决现有的气体监测依靠化学方法而造成的周期长,操作复杂等麻烦,使得室内空气的实时监测成为未来发展的一种趋势。

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