БЮРО АНАЛИТИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

ХРОМДЕТ-ЭКОЛОГИЯ

РАЗРАБОТКА И ПРОИЗВОДСТВО ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ

+7(495)7898559

This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Карта сайта

Путь на сайте

О перекрестной чувствительности электрохимических датчиков

Электрохимические датчиков (ЭХД) успешно применяются в газоанализаторах  для измерения содержания вредных веществ в воздухе благодаря своим широко известным качествам: высокой чувствительности, стабильности, миниатюрности и т.п.  По своим характеристикам приборы с ЭХД близки к газоанализаторам, использующим другие методы детектирования, например оптическим, основанным на поглощении детектируемыми компонентами ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Существенным отличием является наличие у ЭХД так называемой «перекрестной чувствительности», т.е. отклика не только к целевым компонентам (для измерения которых сенсор и предназначен), но и к некоторым другим соединениям. В некоторых случаях реакция ЭХД на нецелевые  компоненты увеличивает показания, в некоторых случаях уменьшает. Масштаб влияния может значительно различаться.  В качестве примера в таблице приведены некоторые данные о перекрестной чувствительности часто используемых ЭХД, сообщенные производителями. Значения перекрестной чувствительности  могут отличаться для ЭХД разных моделей, для таблицы были отобраны наиболее типичные случаи. В первой горизонтальной строке  приведены  целевые компоненты ЭХД, а в первой вертикальной строке нецелевые компоненты. Зеленым цветом обозначены случаи, когда влияние нецелевого компонента на показания не превышает 5% сигнала, желтым - когда это влияние составляет от 5 до 30% и красным - случаи сильного искажения сигнала - более 30%.

     

Во многих случаях  состав воздуха известен и в нем не имеется химических соединений, влияющих на показания, что, например, характерно для контроля воздуха рабочей зоны и выбросов.  Однако встречаются и области использования приборов с   ЭХД, где наличие таких соединений  может исказить показания.

Для преодоления этого явления производители ЭХД проводят большую работу, подбирая состав электролита и материал электродов. Дополнительно производителями датчиков и приборов предпринимаются дополнительные меры для исключения влияния нецелевых компонентов или уменьшения этого влияния.  Существует несколько путей для решения проблемы перекрестной чувствительности.  

Первый - это предотвращение появления нежелательных компонентов в ячейке ЭХД. Этот метод активно используется на   практике, например выпускаются датчики СО, укомплектованные фильтрами на NOx  и SOx. Фильтры могут быть выполнены в виде отдельных элементов или встроены в ЭХД. В последнем случае срок службы ЭХД может определяться сроком службы фильтра.

Второй путь - это использование ЭХД, измеряющих концентрацию нецелевого вещества и последующее введение поправок в результаты измерений. Этот путь может быть применен ко многим сенсорам.  В этом случае требуется дополнительная калибровка.

Известно, что кроме относительно небольшого числа компонентов, к которым известна перекрестная чувствительность, сообщаемая производителями датчиков, существует множество других соединений, влияющих на показания ЭХД, например спирты. Между тем экспериментальные данные, полученные независимыми исследователями, говорят о том, что датчики СО, например,  не должны использоваться в присутствии метанола и этанола, а датчики NO в присутствии этанола.

Для определения  концентрации некоторых соединений кроме ЭХД могут использоваться  и датчики других типов, например, фотоионизационный (ФИД). Так, при измерении концентрации SO2  в присутствии H2S, к которому датчик SO2 имеет чувствительность на уровне 20% можно использовать газоанализатор с этим датчиком, который измеряет H2S и не имеет чувствительности к SO2.

В некоторых случаях при отсутствии датчиков на нецелевой компонент можно использовать несколько датчиков с разной перекрестной чувствительностью к этому компоненту. Такой способ может быть применен, например, при измерении СО в присутствии H2.

В любом случае для корректной работы газоанализатора необходимо выбрать такой тип датчика, на который нецелевые компоненты оказывают минимальное влияние. Поэтому при заказе оборудования у производителя газоанализаторов необходимо предоставить как можно более полную информацию о производстве, где предполагается разместить газоанализатор и (если имеются), данные о  составе контролируемого воздуха.