Alcune cose da sapere sui sensori elettrochimici

Il principio fondamentale dei sensori elettrochimici è costituito dalle reazioni elettrochimiche, che trasformano il segnale di concentrazione del gas target (o analita) in un segnale di corrente o tensione misurabile. Sulla base dell'esperienza pratica continua nell'utilizzo di sensori elettrochimici, riteniamo che i seguenti aspetti richiedano attenzione durante il loro funzionamento:

Punto 1. E i sensori elettrochimici hanno un film in PTFE applicato sul foro di ingresso dell'aria. Da un lato, questo film può impedire all'acqua o all'olio di entrare nel sensore. Dall'altro lato, consente di regolare la portata di misura e la sensibilità del sensore. Un'apertura più grande può migliorare la sensibilità e la risoluzione del dispositivo, mentre un'apertura più piccola può aumentarne la portata di misurazione.

Punto 2. E temperature estreme possono influenzare la durata del sensore. La gamma normale di temperatura operativa per i sensori è fondamentalmente compresa tra -30°C e 50°C. Anche se utilizzati per brevi periodi al di fuori della gamma termica consentita, solo i sensori di alta qualità possono rimanere inalterati. Indipendentemente dalla qualità del sensore, è consigliabile evitare condizioni estreme. Il funzionamento al di fuori della gamma di temperatura normale può causare uno spostamento della linea zero e una risposta ritardata, che, nei casi più gravi, può portare alla volatilizzazione dell'elettrolita e influire sulla vita utile del sensore. Le basse temperature non riducono soltanto significativamente la sensibilità, ma ritardano anche il tempo di risposta e, in casi estremi, possono causare il congelamento dell'elettrolita.

Punto 3. A sebbene i sensori siano progettati con una capacità di carico massima, non è consigliabile utilizzarli oltre questo intervallo, specialmente in condizioni di sovraccarico. Concentrazioni eccessive dei gas rilevati possono alterare le proprietà chimiche dell'elettrolita e quindi influire sulle prestazioni del sensore. Con sensori di bassa qualità, questo effetto può essere dannoso a causa della scarsa qualità del catalizzatore utilizzato.

Punto 4. H l'umidità ha il maggiore impatto sui sensori ed è anche la causa principale delle riparazioni. In generale, quando l'umidità supera il 60% RH, l'elettrolita assorbe acqua e, nei casi più gravi, può fuoriuscire causando la corrosione del circuito. Se l'umidità è troppo bassa, l'elettrolita si disidrata, prolungando il tempo di risposta. Il lato positivo è che sia la diluizione che la disidratazione dell'elettrolita sono processi sostanzialmente reversibili. Il sensore può essere ripristinato lasciandolo in un intervallo di temperatura normale per 1-3 settimane senza utilizzarlo. I produttori confrontano tipicamente il peso dei sensori riparati con il peso originale al momento della spedizione. Se si riscontra una variazione significativa, si presume che sia dovuta agli effetti dell'umidità. Dopo aver fatto riposare il sensore per un certo periodo, viene quindi restituito al cliente.

Punto 5. T la sensibilità di un sensore può essere influenzata anche dall'ambiente operativo, in particolare da temperatura e umidità. Un sensore con un tempo di risposta lungo che inizialmente era poco sensibile può diventare sempre più sensibile nel corso della sua vita, e viceversa. Questo fenomeno è particolarmente evidente nelle zone in cui le stagioni cambiano in modo significativo. Se l'installazione avviene in condizioni secche e fredde, le prestazioni complessive del sensore risultano molto insoddisfacenti; tuttavia, con l'aumento della temperatura e dell'umidità, il sensore funziona sempre meglio. In origine, l'installazione era molto stabile e ben regolata, ma dopo alcune settimane si verificano ogni genere di problemi. Tale effetto risulta ancora più evidente se il sensore è installato in ambienti con aria condizionata o comunque in condizioni di bassa umidità.

Punto 6. S alcuni gas inquinanti noti e sconosciuti nell'ambiente possono essere assorbiti dal catalizzatore del sensore o reagire con esso, inibendo il catalizzatore, danneggiando gli elettrodi del sensore e distruggendolo. Vibrazioni intense e urti meccanici possono anch'essi danneggiare gli elettrodi del sensore, i fili metallici di collegamento, ecc., compromettendo così il funzionamento del sensore. Per i sensori, maggiore è la purezza del catalizzatore, più questo è abbondante; migliore è la qualità dei fili di collegamento, più sono resistenti e duraturi; più robusta è la struttura hardware, minori saranno le riparazioni necessarie a causa delle suddette ragioni.

Punto 7 . A tutti i sensori hanno un ciclo di vita di stoccaggio, il che significa che, a fronte di condizioni ideali di conservazione, il segnale del sensore rispetta le specifiche tecniche, ma superato tale periodo, il segnale del sensore potrebbe diventare instabile.

Punto 8. I sensori con funzionalità di filtrazione incorporano filtri chimici. Questi filtri organici sono altamente efficienti, in grado di eliminare praticamente i gas interferenti. Tuttavia, i filtri stessi hanno una vita utile limitata. Una volta raggiunta la saturazione, l'impatto dei gas interferenti si intensifica, potendo causare falsi allarmi gravi. Inoltre, la vita utile esatta dei filtri è variabile e difficile da prevedere. È importante sottolineare che i filtri non sono riutilizzabili; quando l'umidità li satura e ostruisce i pori, la loro efficienza di filtrazione diminuisce rapidamente.