Elektrochemische Gassensoren werden in Industrie, Medizin, Automobiltechnik und anderen Anwendungen eingesetzt, um die Konzentrationen eines breiten Spektrums toxischer Gase wie Kohlenmonoxid (CO) oder Schwefelwasserstoff (H2S) zu erfassen und zu messen. Dieser Artikel behandelt das Funktionsprinzip eines elektrochemischen Gassensors, diskutiert Herausforderungen und Lösungen für das Schnittstellendesign und stellt verschiedene Referenz-Designs von Analog Devices vor, die speziell für diese Anwendungen entwickelt wurden.
Analog Devices bietet im Rahmen seines Portfolios „Circuits from The Lab“ vier spezielle Referenz-Designs, die ADI-Komponenten verwenden, um verschiedene Schnittstellen- und Anwendungsanforderungen für elektrochemische Sensoren zu erfüllen. Jedes Referenz-Design wird komplett mit Design- und Integrationsdateien, werkseitig getesteter Evaluierungshardware, Anwendungsquellencode und einem umfassenden Dokumentationspaket geliefert.
Ein typischer elektrochemischer (EC) Gassensor hat drei Elektroden: eine Arbeitselektrode (WE), auch Sensorelektrode (SE) genannt, eine Referenzelektrode (RE) und eine Gegenelektrode (CE). Die drei Elektroden sind von einem Elektrolyt umgeben. Während des Betriebs tritt das Zielgas durch eine durchlässige Membran in den Sensor ein, wo es mit der Arbeitselektrode interagiert. Je nach Gas ist die resultierende elektrochemische Reaktion entweder eine Oxidation oder eine Reduktion. Durch die Reaktion wird zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode elektrischer Strom erzeugt, der proportional zur Gasmenge ist.
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