电化学
传感器在工业气体检测中的优势与挑战
工业气体检测是保障人员安全、防止环境污染和设备损坏的关键环节。在众多气体传感技术中，电化学传感器因其独特的性能特点，成为检测有毒气体、氧气及氢气的常用解决方案。
一、电化学传感器的基本原理
电化学传感器通过被测气体在电极表面发生氧化还原反应，产生与气体浓度成比例的电流信号，从而实现气体检测。传感器通常包含工作电极、对电极和参比电极，封装在电解液中，并覆盖气体可透膜。这种结构使其对特定气体具有较高的选择性。
以 EC28 为例，它采用电化学传感技术，支持检测包括砷化氢、氯气、一氧化碳、硫化氢、氢气等在内的多种气体，涵盖毒气、氧气和易燃气体等多个类别。
二、电化学传感器的优势
1. 高灵敏度与低检测限
电化学传感器对 ppm 甚至 ppb 级别的气体浓度仍能保持良好的响应，适用于工业卫生监测与泄漏预警。
2. 良好的选择性
通过调整电极材料与电解液配方，传感器可针对特定气体优化，减少交叉干扰。例如，EC28 可区分 CO、H₂S、NO₂ 等不同气体。
3. 响应速度快
多数电化学传感器在几秒至几十秒内即可达到稳定响应，有利于实时监测与快速报警。
4. 低功耗
传感器工作电流通常在微安级别，适合电池供电或分布式监测系统，如 EC28 可在 18–30 V DC 电源下稳定运行。
5. 结构紧凑，易于集成
传感器体积小、重量轻，适合嵌入便携设备或固定式变送器，如 EC28 仅重 650 g，便于安装与维护。
6. 成本可控
相较于红外、光离子化等检测技术，电化学传感器在批量应用中具有较高的成本效益。
三、电化学传感器面临的挑战
1. 使用寿命有限
电化学传感器的寿命通常为 2–3 年，受气体浓度、温湿度及使用频率影响。EC28 的传感器寿命也标注为“依传感器而定”，需定期更换。
2. 受环境条件影响
温度：EC28 的工作温度为 -20°C 至 +50°C（防爆区域），超出范围可能影响响应与准确性。
湿度：过高或过低的湿度可能导致电解液蒸发或凝结，影响传感器性能。
压力：EC28 适用气压范围为 80–120 kPa，压力变化可能影响气体扩散速率。
3. 交叉干扰
尽管选择性较好，但仍可能受到某些化学物质的干扰，如硫化氢传感器可能对二氧化硫有一定响应。
4. 校准与维护需求
传感器需定期校准以保证准确性。EC28 支持通过 RC2 遥控器进行“一人校准”，但仍需停机操作，增加维护成本。
5. 响应时间与恢复时间
某些气体（如氢气）的响应较快，而一些有机蒸气或高沸点气体可能响应较慢，恢复时间也较长。
6. 不适合高温高污染环境
在粉尘、油污或腐蚀性气体较高的环境中，传感器膜孔可能堵塞或腐蚀，影响使用寿命。
