3电极电化学传感器参考电路
3电化学三电极体系
3电化学三电极体系work Information Technology Company.2020YEAR
.3电化学三电极体系
电化学传感器中用得最多的是三电极体系,对应的三个电极分别是工作电极、参比电极和辅助电极。三个电极组成两个回路,工作电极和辅助电极(对电极)组成的回路,用来测电流;工作电极和参比电极组成的回路,用来测电极的电位。图1.2是电化学传感器中常用的三电极体系示意图,
辅助电极又叫对电极(counter electrode ),它在整个体系中的作用是与工作电极形成回路,保持电流的畅通稳定,就好比电路里需同时具备火线和零线一样,由此可见,对电极在电化学测试体系中不可或缺。对电极保证电化学反应发生在工作电极上但又不会影响工作电极上的反应。对电极的表面积比工作电极的表面积要大,这样就能降低加在对电极上的电流密度,使它在检测过程中不容易被极化。常用的对电极材料有Ag, Pt, Ni等。
参比电极(reference electrode)是指具有己知恒定电位,且接近理想不极化的电极,基本上没有电流通过它。在电化学检测的三电极体系中,参比电极一方面在热力学上提供参比,另一方方面则是将工作电极隔离起来。为了满足电化学检测体系的需要,参比电极必须是良好的可逆电极,且电极电势要符合能斯特方程,在很小的电流流经过后,电极的电势能快速回到原状,当然电势的稳定和重现性必须很好。常用的参比电极主要有三种:标准氢电极(normal hydrogenelectrode , NHE );甘汞电极(calomel electrode ) }}0 g' 20};银/氯化银电极(Ag/AgCI协”,’‘]。其中的甘汞电极和银/氯化银电极在实验室最为常用。甘汞电极的电极反应是:Hg2Cl2 + 2e二2Hg十
电化学气体传感器工作原理及电路图
氰化氢(HCN): 2HCN+Au→HAu(CN)2+H++e氯化氢(HCL): HCL→1/2CL2+H++e氧化乙烯(C2HO):C2H4O+2H2O→C2H4O3+4H++4e-
臭氧(O3): O3+2H++2e-→O2+H2O
氨(NH3): 12NH3+L2+6H2O→2LO3+12NH4++10e-
反应机理
气体扩散进入传感器就在敏感电极上发生反应,或则为氧化反应(大多数气体),或则为还原反应(二氧
化氮、氯和臭氧)。每一反应均可用标准化学方wk.baidu.com式的形式表示。例如,一氧化碳在敏感电极上的氧化可
用方程式表示如下:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
根据目标气体在敏感电极上反应的不同,对于其它气体也可以导出类似的方程式:
Carbon monoxide
300
50
60(30)
30
200
35
Hydrogen sulphide
15
10
20(10)
10
15
10
Sulphur dioxide
5
2
4(5)
2
电化学传感器 应用电路
电化学传感器应用电路
摘要:
一、电化学传感器概述
二、电化学传感器应用电路的分类与原理
1.分类
2.原理
三、常见电化学传感器应用电路解析
1.气体传感器应用电路
2.液体传感器应用电路
3.生物传感器应用电路
四、电化学传感器应用电路的设计与优化
1.设计原则
2.优化方法
五、电化学传感器应用电路的性能评估与测试
1.性能评估指标
2.测试方法
六、电化学传感器应用电路的实例分析
1.环境监测应用实例
2.医疗健康应用实例
七、总结与展望
正文:
一、电化学传感器概述
电化学传感器是一种将化学信号转换为电信号的传感器,主要基于电化学反应原理来实现检测目标。它具有灵敏度高、响应速度快、线性范围宽、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于环境监测、医疗健康、工业控制等领域。
二、电化学传感器应用电路的分类与原理
1.分类
根据检测对象的类型,电化学传感器应用电路可分为气体传感器电路、液体传感器电路、生物传感器电路等。
2.原理
电化学传感器应用电路的工作原理主要涉及电化学反应和电信号传输。当检测物质与传感器中的敏感元件发生电化学反应时,会产生电流信号,通过电路处理和分析,实现对检测目标的定量或定性分析。
三、常见电化学传感器应用电路解析
1.气体传感器应用电路
气体传感器应用电路主要用于检测环境中的气体成分和浓度。例如,甲醛传感器电路、二氧化碳传感器电路等。这些电路通过敏感元件与气体发生电化学反应,产生电信号,经过放大、滤波等处理,输出可识别的气体浓度信号。
2.液体传感器应用电路
液体传感器应用电路主要用于检测溶液中的离子浓度、酸碱度等参数。例如,电导率传感器电路、PH传感器电路等。这些电路通过敏感元件与液体发生电化学反应,产生电信号,经过放大、滤波等处理,输出可识别的液体参数信号。
(完整版)三电极体系
工作电极参比电极对电极
研究对象工作电极
参比电极:确定工作电极电位
辅助电极有时也称对电极:传导电流
三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。
电化学需要两个电极同时发生氧化还原反应,那么需要两个电极
但是针对您要研究的工作电极,需要参比电极精确地控制工作电极的电极电位,
那么就需要额外的参比电极,
以三者成为三电极体系。
参比电极和工作电极构成测试回路,体系可当成断路。
工作电极和对电极构成另外的回路,是构成电解槽的回路,满足电化学反应平衡的。
研究的是工作电极,只有精确地测定工作电极的电位,才能够考察电位同电化学反应,吸附等界面反应的规律。
至于辅助电极和工作电极之间的联系,主要是在于构建电化学反应平衡,另外要保证辅助电极不要影响到工作电极。
而确定辅助电极和工作电极之间的电位,用电压表就ok了,不需要双参比电极分别确定两电极电位。
当然,是否以后的电化学工作站,可以确定双参比,分别控制辅助电极和参比电极,可能也算是个新思路吧
三电极是指工作电极;电导电极;甘汞电极。用上电化学工作站的时候需要用上250ml电解池再放上三电极做自己想要做的式样。
同时,三个电极不要接触上,但要尽可能的近
工作电极与对电极构成电流的回路,它们之间的电压叫槽牙,可用普通的伏特计测量。工作电极与参比电极之间通过高输入阻抗的电位差计测量,类似于电位法的装置,是用来监控工作电极电位的线路。上面有位说是断路,不确切,应该有微小电流流过。
三电极体系 位置
三电极体系位置
(最新版)
目录
1.三电极体系的概念
2.三电极体系的构成
3.三电极体系的应用
4.三电极体系的位置分析
正文
一、三电极体系的概念
三电极体系,是电化学研究中的一种基本系统,主要由三个电极构成:一个工作电极,一个对电极和一个参比电极。这种体系广泛应用于电化学分析、电化学反应和电化学能量转换等领域。
二、三电极体系的构成
1.工作电极:也称为阳极或阴极,是电化学反应发生的地方,其电势随反应进行而变化。
2.对电极:与工作电极相对,不参与反应,但其电势随工作电极的反应而变化。
3.参比电极:是电化学电位的参照点,其电势被定义为 0,通常是稳定的金属电极,如银/银氯化物电极。
三、三电极体系的应用
三电极体系在电化学领域有着广泛的应用,包括但不限于:电化学腐蚀研究、电沉积、电镀、电池、电解、电化学传感器等。
四、三电极体系的位置分析
在三电极体系中,工作电极、对电极和参比电极的位置是固定的。工
作电极和对电极的位置可以根据实验需要进行调整,但参比电极的位置通常是固定的,因为它的电势被定义为 0。在工作电极和对电极之间,电子从工作电极流向对电极,形成电流。而参比电极则作为电路的参考点,不参与电子的流动。
3电化学三电极体系
.3电化学三电极体系
电化学传感器中用得最多的是三电极体系,对应的三个电极分别是工作电极、参比电极和辅助电极.三个电极组成两个回路,工作电极和辅助电极(对电极)组成的回路,用来测电流;工作电极和参比电极组成的回路,用来测电极的电位.图1。2是电化学传感器中常用的三电极体系示意图,
辅助电极又叫对电极(counter electrode ),它在整个体系中的作用是与工作电极形成回路,保持电流的畅通稳定,就好比电路里需同时具备火线和零线一样,由此可见,对电极在电化学测试体系中不可或缺。对电极保证电化学反应发生在工作电极上但又不会影响工作电极上的反应.对电极的表面积比工作电极的表面积要大,这样就能降低加在对电极上的电流密度,使它在检测过程中不容易被极化。常用的对电极材料有Ag,Pt,Ni等。
参比电极(reference electrode)是指具有己知恒定电位,且接近理想不极化的电极,基本上没有电流通过它.在电化学检测的三电极体系中,参比电极一方面在热力学上提供参比,另一方方面则是将工作电极隔离起来。为了满足电化学检测体系的需要,参比电极必须是良好的可逆电极,且电极电势要符合能斯特方程,在很小的电流流经过后,电极的电势能快速回到原状,当然电势的稳定和重现性必须很好.常用的参比电极主要有三种:标准氢电极(normal hydrogenelectrode , NHE );甘汞电极(calomel electrode )}}0 g’20};银/氯化银电极(Ag/AgCI协”,’‘]。其中的甘汞电极和银/氯化银电极在实验室最为常用。甘汞电极的电极反应是:Hg2Cl2 + 2e二2Hg十2C1",而银/氯化银电极的电极反应则是AgCI + e一Ag +Cl”,从反应式中可看出,二者的电位皆与氯离子的浓度有关.在本课题中所使用的三电极系统中,参比电极均为银/氯化银电极。
三电极传感器电路
三电极传感器电路
三电极传感器电路是一种常见的传感器电路,用于测量某种物理量的变化。它由三个电极组成,分别是工作电极、参考电极和接地电极。工作电极用于接收信号,参考电极用于提供稳定的基准电压,接地电极则用于保护电路免受干扰。
具体的电路设计可以根据传感器的类型和测量的物理量来进行。一般情况下,工作电极和参考电极可以通过差分放大器连接到运算放大器的输入端,接地电极则连接到电路的地端。
在工作过程中,传感器将感知到的信号转化为电压信号,通过工作电极输入到差分放大器中,参考电极提供的稳定电压作为基准进行放大,最终通过运算放大器输出到后续的信号处理电路中。
三电极传感器电路的优点是具有较高的精度和稳定性,能够有效地抵抗外部干扰。同时,通过合理选择工作电极和参考电极的位置、布局和电源供应等,可以进一步提高电路的性能和抗干扰能力。
需要注意的是,在实际设计中,还需要考虑传感器的特性和使用环境的要求,对电路进行适当的优化和调整,以达到所需的测量精度和稳定性。
电化学气体传感器工作原理及电路图
P
0-20ppm
P/F
0-20ppm
P/F
0-5ppm
P
0-10ppm
P/F
0-10ppm
P/F
0-3ppm
P
0-10ppm
P/F
0-10ppm
P
0-3ppm
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0-3ppm
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0-3ppm
P/F
0-3ppm
P/F
0-50ppm
P/F
0-10ppm
P/F
0-5ppm
P/F
0-10ppm
P/F
0-10ppm
20ppb
0.1ppm
额定输出
0.07uA/ppm 0.07uA/ppm 0.1uA/ppm 0.1uA/ppm 0.37uA/ppm 0.37uA/ppm 0.37uA/ppm 1.25uA/ppm 0.5uA/ppm 0.37uA.ppm 1.25uA/ppm 0.4uA/ppm 0.55uA/ppm 1.0uA/ppm 1.4uA/ppm 0.9uA/ppm 1.0uA/ppm 0.03uA/ppm 0.1uA/ppm 0.75uA/ppm 0.12uA/ppm 0.12uA/ppm
P/F
0-2ppm
P/F
0-3ppm
分辨率
1ppm 1ppm 0.5ppm 0.5ppm 0.1ppm 0.1ppm 0.25ppm 0.1ppm 0.1ppm 0.5ppm 0.1ppm 0.5ppm 0.5ppm 0.1ppm 0.1ppm 0.1ppm 0.1ppm 2ppm 0.5ppm 0.5ppm 0.5ppm 0.5ppm
(完整版)三电极体系
工作电极参比电极对电极
研究对象工作电极
参比电极:确定工作电极电位
辅助电极有时也称对电极:传导电流
三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。
电化学需要两个电极同时发生氧化还原反应,那么需要两个电极
但是针对您要研究的工作电极,需要参比电极精确地控制工作电极的电极电位,
那么就需要额外的参比电极,
以三者成为三电极体系。
参比电极和工作电极构成测试回路,体系可当成断路。
工作电极和对电极构成另外的回路,是构成电解槽的回路,满足电化学反应平衡的。
研究的是工作电极,只有精确地测定工作电极的电位,才能够考察电位同电化学反应,吸附等界面反应的规律。
至于辅助电极和工作电极之间的联系,主要是在于构建电化学反应平衡,另外要保证辅助电极不要影响到工作电极。
而确定辅助电极和工作电极之间的电位,用电压表就ok了,不需要双参比电极分别确定两电极电位。
当然,是否以后的电化学工作站,可以确定双参比,分别控制辅助电极和参比电极,可能也算是个新思路吧
三电极是指工作电极;电导电极;甘汞电极。用上电化学工作站的时候需要用上250ml电解池再放上三电极做自己想要做的式样。
同时,三个电极不要接触上,但要尽可能的近
工作电极与对电极构成电流的回路,它们之间的电压叫槽牙,可用普通的伏特计测量。工作电极与参比电极之间通过高输入阻抗的电位差计测量,类似于电位法的装置,是用来监控工作电极电位的线路。上面有位说是断路,不确切,应该有微小电流流过。
巧用Keithley的四线法实现三电极体系电化学沉积
巧用Keithley2400的四线法实现三电极体系电化学沉积
巧用Keithley2400的四线法实现三电极体系电化学沉积
我本人平时没事喜欢瞎琢磨,今天突发灵感------
具体怎么操作呢,请看下文:
首先什么是四线法,简单说就是用四根探针测电阻,避开接触电阻的影响,使电阻测量更加精确。如图:
1,4探针构成电流回路;2,3探针测试电压,由于电压表电阻很大,2,3探针之间可以看做断路,这样测得电压V23除以电流I即得到了探针2和3之间薄膜的电阻,完全去除了探针电阻,以及探针和薄膜之间接触电阻的影响。
好,那Keithley2400四线法是怎么测试的呢请看下图:
1,2口输出电流;3,4口测试电压,输出和测试是分开的!
那么什么是三电极体系呢请看下图:
如图,就是工作电极1和参考电极2接在电源的一极,辅助电极3接在另一极,1,3之间有电流流过,用电流表测电流,1,2之间是断路,用电压表测电压。倘若这个电源是恒流源,那么电流表则可以省去。
兜了这么大个圈子,现在回到正题,那怎么用2400实现三电极体系电化学测量呢,请看下图:
现在不用我多说大家明白了吧。推荐一下我编的keithley2400I-t,V-t,R-t测量软件(淘宝搜索“志研科技”即可)
用上本软件控制2400开启四线法测量,并输出一个恒定电流,测V-t曲线不就可以监测电化学过程了吗随便一个电化学工作站就要七八万,好一点的甚至要四十几万以上,试问一个普通面上又能申请到多少钱,Keithley2400几乎所有实验室都有,最多万,用这简易的方法可以省下好多经费!欢迎交流!~
电化学氧气传感器电路
电化学氧气传感器电路
引言:
电化学氧气传感器是一种能够测量环境中氧气浓度的传感器,被广泛应用于工业、医疗和环境监测等领域。本文将介绍电化学氧气传感器的电路原理和工作机制。
一、电化学氧气传感器的基本原理
电化学氧气传感器利用氧分子在电极表面发生氧化还原反应的特性来测量氧气浓度。传感器通常由一个工作电极、一个参比电极和一个计数电极组成。工作电极上涂有氧气透过性的膜层,这样只有氧气能够与电极表面接触发生反应。当氧气进入传感器后,它会被还原成氧离子并与工作电极上的电解质发生反应,产生电流信号。该电流信号与氧气浓度成正比。
二、电化学氧气传感器的电路设计
电化学氧气传感器的电路设计主要包括电源电路、放大电路和输出电路。
1. 电源电路
电源电路为电化学氧气传感器提供所需的稳定电压。传感器通常需要较高的工作电压,一般在1.5V到5V之间。为了保证传感器的正常工作,电源电路需要提供稳定的直流电压,并具备过压保护功能。
2. 放大电路
放大电路用于放大传感器输出的微弱电流信号。传感器输出的电流通常在几十微安到几毫安之间,需要经过放大才能被测量和处理。常用的放大电路包括运放放大电路和差分放大电路。
3. 输出电路
输出电路将放大后的电流信号转换为电压信号或数字信号,以便于测量和数据处理。根据具体应用需求,输出电路可以选择模拟输出或数字输出。
三、电化学氧气传感器的工作机制
电化学氧气传感器的工作机制是基于氧分子在电极表面的氧化还原反应。当氧气通过传感器的膜层进入传感器内部时,它会与工作电极上的电解质发生反应。这个反应会导致电流的变化,进而测量氧气浓度。
三电极体系的eis等效电路
三电极体系的EIS等效电路
一、引言
电化学阻抗谱(E lec t ro ch em ic al Im ped a nc eS pe ct ro sc opy,EI S)
是一种常用的分析电化学体系的方法。在E IS实验中,电极与电解质接触,通过施加不同频率的交流电压信号,测量电流响应,从而得到电化学
体系的阻抗谱。为了更好地理解和解读EI S的结果,研究者们提出了多
种等效电路模型,其中三电极体系的等效电路模型是研究电极和电解质界
面相互作用的基础。
二、三电极体系概述
三电极体系是电极表面、电解质溶液和参比电极之间相互作用的系统。它由工作电极、参比电极和计数电极组成。工作电极负责催化电化学反应,参比电极则提供参考电位,计数电极用于测量电流。三电极体系广泛应用
于腐蚀研究、电化学传感器、电解水等多个领域。
三、E I S实验原理
E I S实验通过在电极与电解质界面施加交流电压信号,并测量响应的
电流信号,从而得到阻抗谱。阻抗谱由实部(re si st an ce)和虚部
(r ea ct an ce)组成。实部表示了电解质中的电阻效应,而虚部则与电极
和电解质界面的电化学反应有关。
四、三电极体系的等效电路模型
为了更好地描述和解释E IS实验结果,研究者们提出了多种三电极体
系的等效电路模型。其中常见的等效电路模型包括Ra nd le s电路模型、
W a rb ur g电路模型和C PE(c on st an tph a se el em en t)电路模型。
1.Ra nd le s电路模型:
R a nd le s电路模型是三电极体系中最常用的等效电路模型之一。它由
电化学工作站三电极连接方法
电化学工作站三电极连接方法
1.工作电极连接方法:
工作电极是用于观察电化学反应的电极。一般情况下,工作电极是一
个不可溶解的电极,如玻碳电极或金电极。连接工作电极时,首先需要将
工作电极插入电极架上的夹持装置中。然后,将工作电极的连接线连接到
电化学工作站上的工作电极插座。
2.反应电极连接方法:
反应电极是用于参与电化学反应的电极。反应电极可以是可溶解的电极,如银/银离子电极或铜/铜离子电极。连接反应电极时,首先需要将反
应电极插入电极架上的夹持装置中。然后,将反应电极的连接线连接到电
化学工作站上的反应电极插座。
3.参比电极连接方法:
参比电极是用于提供稳定电位参考的电极。参比电极通常使用饱和甘
汞/氯化钾电极或饱和银/氯化银电极。连接参比电极时,首先需要将参比
电极插入电极架上的夹持装置中。然后,将参比电极的连接线连接到电化
学工作站上的参比电极插座。
在连接三个电极之后,还需要确保电极之间没有任何短路或松动连接。短路或松动连接可能会导致实验结果的不准确性或不可靠性。
另外,还需要注意的是,在连接电极之前,应该确保电化学工作站已
经接通电源,并调整到适当的电位范围。调整电位范围是为了使电化学反
应发生在合适的电位下,确保实验的准确性和稳定性。
总结起来,电化学工作站的三电极连接方法非常重要,直接影响到实验结果的准确性和稳定性。在连接电极之前,需要确保电化学工作站已经接通电源,并调整到适当的电位范围。连接时要注意确保没有任何短路或松动连接。通过正确连接三个电极,我们可以进行准确且稳定的电化学实验。
三电极系统
电化学测量三电极系统:工作电极,辅助电极(对电极),参比电极。
参比电极的作用是在测量过程中提供一个稳定的电极电位,对于一个三电极的测试系统,之所以要有一个参比电极,是因为有些时候工作电极和辅助电极(对电极)的电极电位在测试过程中都会发生变化的,为了确切的知道其中某一个电极的电位(通常我们关心的是工作电极的电极电位),我们就必须有一个在测试过程中电极电位恒定的电极作为参比来进行测量。如果可以确定辅助电极的电极电位在测试过程中是不发生变化或者变化可以忽略不计时,我们就不必使用参比电极。这就是所谓的双电极测试系统。辅助电极的作用是在整个测试中形成一个可以让电流通过的回路,只有一个电极外电路上是不可能有稳定的电流通过的。这就好比电路里面必须要有火线和零线一样。因此辅助电极对于电化学测试是必须的,而参比电极则可以根据具体情况进行选择,并不是一定要有的。
参比电极(Reference electrode):参比电极具有已知恒定的电位,为研究对象提供一个电位标准。测量时,参比电极上通过的电流极小,不致引起参比电极的极化。经常使用的参比电极主要有以下三种:A.标准氢电极(NHE):常以在标准状态下,氢离子和氢气的活度为1时的电位即Eø为电极电位的基准,其值为0.
B.甘汞电极(Calomel electrode):甘汞电极是实验室最常用的参比电极之一,它的电极反应是:Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2Cl-,可见其电位与氯离子的浓度有关。当溶液中的KCl达到饱和时,叫做饱和甘汞电极(SCE),标准电极电位为0.2412 V;KCl浓度为1 时的电极电位为0.2801 V;KCl浓度为0.1 M时的电极电位为0.3337 V.
三电极电化学技术
工作电极:又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲,对工作电极的基本要求是:工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(1)所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定;(2)电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应;(3)电极面积不宜太大,电极表面最好应是均一平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。
工作电极的选择:通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中,汞和汞齐是最常用的工作电极,它们都是液体,都有可重现的均相表面,制备和保持清洁都较容易,同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。
辅助电极:又称对电极,辅助电极和工作电极组成回路,使工作电极上电流畅通,以保证所研究的反应在工作电极上发生,但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时,辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应,以使电解液组分不变,即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。
三电极体系结构及电路图
电化学测试的方法很多,根据测试的特质,可以分为以下几大类:1.稳态测试方法;2.暂态测试方法;3.伏安法;4.交流阻抗法等。这里小编只给大家简单介绍一些使用最普遍,功能最强大的电化学测试方法。在此之前,先对电化学测试最常用的三电极测试体系进行简单介绍。
电化学传感器工作指南及电路图
电化学传感器工作指南及电路图
引言
本公司有毒气体检测传感器的开发始于1981年,以一氧化碳传感器的研制为开端。之后对各式各样新传感器都进行了开发。直至最进开发的臭氧和氧化乙烯传感器,形成了系列的传感器产品,并以其可靠、
稳定和耐用等特点斐声海内外。
此类传感器系一微型燃料电池,设计成为免维护型并且能长时间稳定工作的产品。所采用的技术立足于己于人本公司早期氧传感器的工作基础,系直接响应气体的体积浓度变化,而不是响应其压力的变化。
该类传感器设计的最大特点是采用了气体的扩散势垒,该势垒能限制气体流向敏感电极的流星。敏感电极能与到达电极的电化学活性仍有余裕。这一高的电化学活性保证了传感器的长寿命和很好的温度稳定性。两电极系统
基于电化学原理工作的传感器其最简单的一种型式就是两电极系统。其工作电极和对电极由一薄层电解液隔开并经由一个很小的电阻联通外电路。当气体扩散进入传感器后,在敏感电极表面进行氧化或还原反应,产生电流并通过外电路流经两个电极。该电流的大小比例于气体的浓度,可通过外电路的负荷电阻予以测量。
为了让反应能够发生,敏感电极的电位必须保持在一个特定的范围内。但气体的浓度增加时,反应电流也增加,于是导致对电极电位改变(极化)。由于两电极是通过一个简单的负荷电阻连接起来的,虽然敏感电极的电位也会随着对电极的电位一起变化。如果气体的浓度不断地升高,敏感电极的电位最终有可能移出其允许范围。至此传感器将不成线性,因此两电极气体传感器检测的上限浓度受到一定限制。
三电极系统
对电极的极化所受的限制可以用引进第三电极,参考电极,和利用一外部的恒电位工作电路来予以避免。在这样一种装置中,敏感电极曲线相对于参考电极保持一固定值。在参考电极中无电流流过,因此这两个电极均维持在一恒定的电位。对电极则仍然可以进行极化,但对传感器而言已不产生任何限制作用。因此
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Anbo Guo 2016-05-31
Company Confidential
1. 3-Electrode EC Sensor(1)
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When using CO,H2S,SO2,PH3,HCN,H2, NH3, COCL2 (SensoriC) sensors, VS=VR>0.9V. When concentration increases, Vo increases. When using NO2, Cl2, ClO2, HF sensors, VS=VR, VR is at least 0.4V lower than OpAmp power supply. When gas concentration increases, Vo declines.
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Q&A
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Βιβλιοθήκη Baidu
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1. 3-Electrode EC Sensor(2)
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When using NO, ETO, HCl sensors, VS-VR=+300mV+/-10mV, VR>=0.4V. When concentration increases, Vo increases. When using 4OXeco LP sensor, VS-VR=-600mV+/-10mV. When concentration increases, Vo decreases. VR and VS is provided by Voltage Reference IC. After Vo, a RC filter should be added. RC parameter should be adjusted by customers. After RC filter, another OpAmp should be used. Analog-to-Digit Converter is after this OpAmp. C0 and C3 should be adjusted according to OpAmp performance.