空氣檢測儀的傳感器原理
空氣檢測儀的傳感器原理
傳感器通常由三個電極構(gòu)成,其中最主要的是工作電極。它通常是用一種具有催化活性的金屬,例如:鉑,將其噴鍍在一種透氣但是憎水的膜上做成。被測量的氣體擴(kuò)散透過多孔的膜在其上進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)以工作電極的熱力學(xué)電位和分析氣體的(氧化還原)性質(zhì)而定。氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子,流向(還原)或流出(氧化)工作電極,通過外電路成為傳感器的輸出信號。為了氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行,工作電極的熱力學(xué)電位是一個極為重要的因素。參考電極則是為了提供電解中的工作電極具有一種穩(wěn)定的電位而設(shè)。參考電極通常需要保護(hù),使之不暴露在樣氣中,這樣參考電極的熱力學(xué)電位就總是具有同一數(shù)值保持穩(wěn)定。此外,參考電極不允許有電流需要的第二電極,它的作用主要是允許電子進(jìn)入或流出傳感器內(nèi)部。
控制工作電極電位和將信號電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的電路稱之恒電位電路(或恒電位器)。工作電極的工作信號需經(jīng)運放U2轉(zhuǎn)換為電壓信號。電路同時保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias之值。參考電極電位與一個經(jīng)過仔細(xì)選擇的穩(wěn)定的輸入電壓Vbias比較后,線路中運放U1在對電極產(chǎn)生一電壓信號,其大小正好是產(chǎn)生一個與工作電極電流相等相反的電流信號。同時恒電位電路使工作電極與參考電極之間保持一恒定的電位差(電壓)。