Galvanische elektrochemische Sauerstoffsensoren , sind wegen ihrer Zuverlässigkeit und einfachen Handhabung bei der Messung von Sauerstoffkonzentrationen weit verbreitet. Diese Technologie basiert auf einer chemischen Reaktion, die einen elektrischen Strom erzeugt, der proportional zur Menge des in der Umgebung vorhandenen Sauerstoffs ist.
Prinzip der Arbeitsweise
Galvanische elektrochemische Sensoren funktionieren durch eine Redoxreaktion, bei der Sauerstoff an der Kathode reduziert wird und eine entsprechende Oxidation an der Anode stattfindet. Diese Reaktionen erzeugen einen elektrischen Strom, der direkt proportional zur Sauerstoffkonzentration ist. Der Sensor enthält einen Elektrolyten und zwei Elektroden (eine Anode und eine Kathode), die in einer durchlässigen Membran eingeschlossen sind, durch die Sauerstoff in den Sensor diffundieren kann.
Design und Komponenten
- Elektroden: Die Kathode besteht in der Regel aus Blei oder einem ähnlichen Metall, die Anode oft aus Zink.
- Elektrolyt: Eine Flüssigkeit oder ein Gel, das den Ionenaustausch erleichtert, der für die Redoxreaktion entscheidend ist.
- Membranen: Dieses durchlässige Material lässt Sauerstoff in den Sensor eindringen, während andere Elemente draußen bleiben, was Selektivität und Empfindlichkeit gegenüber Sauerstoff gewährleistet.
Vorteile
- Geringer Energiebedarf: Galvanische Sensoren benötigen keine externe Stromquelle, um die chemische Reaktion auszulösen, was sie ideal für tragbare oder abgelegene Anwendungen macht.
- Einfach und kosteneffektiv: Diese Sensoren sind relativ einfach aufgebaut, was sie kostengünstig und einfach herzustellen und zu warten macht.
- Lange Betriebsdauer: Sie sind auf Langlebigkeit ausgelegt und arbeiten in der Regel über Jahre hinweg, ohne dass sie ausgetauscht werden müssen.
Anwendungen
- SSicherheit und Prozesskontrolle: zur Inertisierung von Behältern und Tanks, um sichere Betriebsbedingungen zu gewährleisten, und von Gasen in Raffinerien und Polymerisationsanlagen zur effizienten Herstellung von Produkten.
- Medizinische: Überwachung des Sauerstoffgehalts in klinischen Umgebungen, z. B. in Atemgasen von Patienten auf der Intensivstation.
- Industriell: Überwachung der Effizienz der Produktion und der Qualität der Gaserzeugung von Stickstoff, Sauerstoff und anderen Gasen.
Galvanische elektrochemische Sensoren sind besonders effektiv in Umgebungen, in denen eine ständige Überwachung des Sauerstoffs erforderlich ist:
Galvanische elektrochemische Sensoren bieten robuste, wartungsarme und kostengünstige Lösungen für die kontinuierliche Messung von Sauerstoff in anderen Gasen zur kontinuierlichen Überwachung von Sauerstoff für einen sicheren Betrieb.