Курсовая работа: Фізико-технологічні основи одержання чутливих елементів для датчиків газів
|
|
|
|
Рис.3.
Схема
датчика на
основі оксиду
олова.1 .
керамічна
трубка
тримача;
2 .
резистивний
нагрівник; 3.
електрод;
4 .
зажими; 5.
легований
оксид олова. [4]
|
Рис.4.
Приклад
характеристик
чуутливості
датчика
на основі
оксиду
олова (TGS2611) [4]
|
Для
визначення
наявності CO2,
наприклад
фірма Figaro Engineering Inc.
(Японія) використовує
датчик на
основі
твердого
електроліту
(TGS4110) [4]. Цей датчик
являє собою
гібридну структуру
на основі
чутливого
елементу (Рис.5)
та
внутрішнього
термістора.
Сенсор, чутливий
до
вуглекислого
газу (Рис.6),
складається з
твердого
електроліту
між двома
електродами,
носієм
заряду в
якому є
катіони
натрію (Na+), а
також
нагрівного
елементу ,
виконаного у
вигляді
паладієвої
підложки.
Катод (електрод
порівняння
виготовляється
з карбонату
літія, анод
(вимірювальний
електрод) – з золота.
Внутрішній
термістор
служить для
кмпенсації
температурної
залежності
сенсора. При
наявності
вуглекислого
газу на
електродах
сенсору
відбуваються
наступні
хімічні
реакції:
Катод: 2Li+ + CO2 + 1/2O2
+ 2e- = Li2CO3
Анод: 2Na+ + 1/2O2 + 2e- = Na2O
В
цілому : Li2CO3 +
2Na+ = Na2O + 2Li+ + CO2
В
результаті
електрохімічної
реакції елемент
створює
різницю
потенціалів
(ЕРС), що являєтья
відгуком
датчика і відображається
законом
Нернста
наступним
чином:
ЕРС
= Ec . (RT/2F)ln(P(CO2))
де Ec .
константа, R -
універсальна
газова, постійна,
F - постійна
Фарадея, T –
абсотютна
температура
(К), P(CO2) –
парциальний
тиск
вуглекислого
газу.
Чутливість
такого
датчику
показана на
Рис. 6.
|
|
|
| Рис.5.
Конструкція
чутливого
елементу
датчика на
основі
твердого
електроліту.
1 . нагрівний
елемент (платина),
2 . контакти, 3 .
герметизація
(скло), 4 . вимірювальний
електрод
(анод), 5 .
твердий
электроліт, 6 .
електрод
порівняння
(катод) [4] |
Рис.6.
Чутливість
датчика
TGS4160 до
різних
газів. [4]
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 |
