ガス検知機器用電気化学センサー
可燃性、毒性、有害ガスの大部分は電気化学的に活性であり、電気化学的に酸化または還元することができます。これらの反応を利用して、ガス成分を識別し、ガス濃度を検出することができます。電気化学ガスセンサーは、多くのサブカテゴリに分類されます。
(1)、一次電池型ガスセンサー(ガボニー電池型ガスセンサー、燃料電池型ガスセンサー、自発電池型ガスセンサーとも呼ばれる)は、電池の炭素マンガン電極がガス電極に置き換えられていることを除いて、私たちが使用する乾電池と同じ原理です。酸素センサーを例にとると、酸素は陰極で還元され、電子は電流計を通って陽極に流れ、そこで鉛金属が酸化されます。電流の大きさは酸素濃度に直接関係しています。このタイプのセンサーは、酸素、二酸化硫黄、塩素などを効果的に検出できます。
(2)定電位電解セル型ガスセンサーは、還元性ガスの検出に非常に効果的であり、その原理は一次セル型センサーと同じではなく、その電気化学反応は電流の強制下で発生する、真のクーロン分析センサーです。 このセンサーは、一酸化炭素、硫化水素、水素、アンモニア、ヒドラジンなどのガスの検出に成功しており、既存の有毒有害ガス検出センサーの主流となっています。
(3)濃度差電池型ガスセンサーは、電気化学電池の両側のガスの電気化学活性により、自発的に濃度差電位を形成し、電位の大きさとガスの濃度は関係しており、このセンサーの成功例は自動車用酸素センサー、固体電解質二酸化炭素センサーである。
(4)限界電流型ガスセンサーは、限界電流とキャリア濃度の関係で電気化学セルを用いてセンサーの酸素濃度を測定するもので、酸素(ガス)濃度センサーの作製原理と関係があり、自動車の酸素検知や鋼中の酸素濃度検知などに用いられている。
赤外線
ほとんどのガスは中赤外線領域に特徴的な吸収ピークを持っており、特徴的な吸収ピークの位置での吸収を検出することでガスの濃度を判定できます。
これらのセンサーは、かつては大型の分析機器に使用されていましたが、近年、MEMS 技術に基づくセンサー産業の発展により、これらのセンサーのサイズは、10 リットル、45 キログラムという巨大なものから、約 2 ミリリットル (親指サイズ) にまで小型化されました。変調光源を必要としない赤外線検出器を使用することで、機械的な可動部品がなく、機器は完全にメンテナンスフリーになります。赤外線ガスセンサーは、ガスの種類を効果的に区別し、ガス濃度を正確に測定できます。
このセンサーは二酸化炭素、メタンの検出に効果的に使用されます。






