Kilka rzeczy, które warto wiedzieć o czujnikach elektrochemicznych

Główną zasadą działania czujników elektrochemicznych są reakcje elektrochemiczne, które przekształcają sygnał stężenia gazu docelowego (lub analitu) w mierzalny sygnał prądowy lub napięciowy. Na podstawie ciągłego doświadczenia praktycznego z użytkowaniem czujników elektrochemicznych uważamy, że podczas ich eksploatacji należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:

Punkt 1. Ciem do góry czujniki elektrochemiczne posiadają warstwę folii PTFE przy otworze dopływu powietrza. Z jednej strony ta folia może zapobiegać przedostawaniu się wody lub oleju do wnętrza czujnika. Z drugiej strony umożliwia ona dostosowanie zakresu pomiarowego i czułości czujnika. Większy otwór może poprawić czułość i rozdzielczość urządzenia, natomiast mniejszy otwór może zwiększyć jego zakres pomiarowy.

Punkt 2. Ciem do góry skrajne temperatury mogą wpływać na żywotność czujników. Normalny zakres temperatur pracy czujników mieści się w zasadzie pomiędzy -30°C a 50°C. Nawet jeśli działanie w zakresie przekraczającym temperaturę dopuszczalną trwa tylko krótko, jedynie wysokiej jakości czujniki mogą pozostać nienaruszone. Niezależnie od jakości czujnika, należy unikać ekstremalnych warunków. Praca poza normalnym zakresem temperatur może spowodować przesunięcie się punktu zerowego i opóźnioną reakcję, co w poważnych przypadkach może prowadzić do ulotnienia elektrolitu i wpływać na czas życia czujnika. Niskie temperatury nie tylko znacząco obniżają wrażliwość, ale również wydłużają czas reakcji, a w skrajnych przypadkach mogą spowodować zamrożenie elektrolitu.

Punkt 3. A chociaż czujniki są zaprojektowane z maksymalną pojemnością obciążenia, nie zaleca się ich używania poza tym zakresem, szczególnie w warunkach przeciążenia. Zbyt wysokie stężenia wykrywanych gazów mogą wpływać na właściwości chemiczne elektrolitu i tym samym oddziaływać na wydajność czujnika. W przypadku czujników niskiej jakości efekt ten może być szkodliwy ze względu na niską jakość stosowanego katalizatora.

Punkt 4. H wilgotność ma największy wpływ na czujniki i jest również główną przyczyną napraw. Ogólnie rzecz biorąc, gdy wilgotność przekracza 60% RH, elektrolit będzie wchłaniać wodę, a w skrajnych przypadkach może dojść do wycieku, co prowadzi do korozji obwodu. Jeśli wilgotność jest zbyt niska, elektrolit ulegnie odwodnieniu, co wydłuży czas reakcji. Dobrą wiadomością jest to, że zarówno rozcieńczenie, jak i odwodnienie elektrolitu są procesami zasadniczo odwracalnymi. Czujnik można przywrócić do działania, pozostawiając go bez użycia w normalnym zakresie temperatury przez 1–3 tygodnie. Producenci zazwyczaj porównują wagę naprawionych czujników z ich oryginalną wagą przy wysyłce. Jeśli stwierdzono znaczącą zmianę, zakłada się, że jest ona spowodowana wpływem wilgotności. Po umożliwieniu czujnikowi odpoczynku przez określony czas, jest on następnie zwracany do klienta.

Punkt 5. T wrażliwość czujnika może również być wpływana przez środowisko pracy, szczególnie przez temperaturę i wilgotność. Czujnik o długim czasie reakcji, który początkowo był mało wrażliwy, może stawać się coraz bardziej czuły w miarę upływu czasu, i odwrotnie. Ma to szczególne znaczenie w obszarach, gdzie pory roku wykazują znaczące różnice. Jeżeli instalacja znajduje się w suchym i zimnym środowisku, ogólna wydajność czujnika jest bardzo niezadowalająca, ale w miarę ocieplenia pogody i wzrostu wilgotności czujnik zaczyna działać coraz lepiej. Początkowo instalacja była bardzo stabilna i dobrze dostrojona, jednak po kilku tygodniach pojawiają się różne problemy. Zjawisko to jest jeszcze bardziej widoczne, gdy czujnik jest zamontowany przy systemie klimatyzacji lub w innych suchych środowiskach.

Punkt 6. S niektóre znane i nieznane szkodliwe gazy w środowisku mogą być pochłaniane przez katalizator czujnika lub reagować z katalizatorem, co może prowadzić do jego inhibicji, uszkodzenia elektrod czujnika oraz zniszczenia czujnika. Silne wibracje i wstrząsy mechaniczne mogą również uszkodzić elektrody czujnika, połączeniowe przewody metalowe itp., powodując tym samym uszkodzenie czujnika. W przypadku czujników im wyższa czystość katalizatora, tym lepiej; im lepsza jakość przewodów łączących, tym są one trwalsze i wytrzymalsze; im mocniejsza konstrukcja sprzętowa, tym rzadziej będą konieczne naprawy spowodowane powyższymi przyczynami.

Punkt 7 . A wszystkie czujniki mają okres przechowywania, co oznacza, że w warunkach idealnego przechowywania sygnał czujnika spełnia specyfikacje techniczne, ale po przekroczeniu tego okresu sygnał czujnika może stać się niestabilny.

Punkt 8. Czujniki z funkcją filtracji są wyposażone w filtry chemiczne. Te organiczne filtry są bardzo wydajne i potrafią skutecznie eliminować gazów zakłócających. Jednak same filtry mają ograniczoną żywotność. Gdy osiągną nasycenie, wpływ gazów zakłócających wzrasta, co może prowadzić do poważnych fałszywych alarmów. Co więcej, rzeczywista żywotność filtrów jest zmienna i trudna do przewidzenia. Ważne jest, że filtry nie są wielokrotnego użytku; gdy wilgoć spowoduje ich nasycenie i zatkanie porów, ich skuteczność filtracji szybko maleje.