二氧化硫傳感器和最新敏感材料
目前,用于二氧化硫(SO2)氣體濃度/體積分數測量方法很多,這里主要介紹一下叉指電容法、光學檢測法、聲表面波法、電解質法。
SO2叉指電容法,是根據SO2化學電子層特性,其與有機物結合,會導致介電常數的變化。根據電容的變化,測量氣體的濃度,現在濃度測量比較精確的是采用聚苯芬。
光學檢測比較常用的是紅外線吸收法和光干涉法。其中紅外吸收式傳感器包括兩個構造形式完全相同的光學系統,一束紅外光入射到密封著某種氣體的比較槽內,另一束紅外光入射到通有被測氣體的槽內。兩個光學系統的光源同時以固定周期開閉。由于不同種類的氣體對不同波長的紅外光具有不同的吸收特性,同時同種氣體而不同濃度對紅外光的吸收量也彼此相異。通過測量槽和比較槽的改變量來檢測出是哪種氣體。光干涉法同樣根據朗伯特—比爾吸收定律,在此不再贅述。
SO2聲表面波傳感器,通常采用雙通道法來壓制共膜比,氣體敏感膜有采用CdS膜,此傳感器測量精度高達,測量分辨率為10-6/Hz。
結合光纖傳感器和光聲理論研制出高靈敏度光聲光纖SO2傳感器,在常溫下測出濃度為10-6的SO2。電解質早期的液態Li2SO4-K2SO4-Na2SO4,固體電解質有NASICON和LaF3。固態電解質SO2傳感器分全固態、半固態SO2傳感器,現工作電極采用較多的是Nafion膜,亦有采用V2O5,研制的傳感器均優于全液態控制SO2傳感器,而固態控制型響應時間、結構性能更好,但響應靈敏度不如液態和半固態。
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