Primárnym nástrojom na určenie zloženia a koncentrácie plynov je plynový senzor. Polovodič, katalytické spaľovanie, tepelná vodivosť, elektrochémia, infračervené žiarenie a fotoión sú len niektoré z mechanizmov, ktoré umožňujú fungovanie senzora plynu. Nasleduje popis rôznych operačných teórií plynových senzorov:
1. Senzor pre polovodičový plyn
Vyrába sa s použitím rôznych polovodičových materiálov na báze oxidov kovov a pri určitej teplote sa elektrická vodivosť mení v súlade so zložením okolitého plynu.
2. Senzor katalytického spaľovacieho plynu
Na povrchu platinového rezistora má tento senzor pripraviť vrstvu katalyzátora odolnú voči vysokej teplote. Horľavý plyn katalyzuje horenie na svojom povrchu pri určitej teplote. Nárast teploty platinového odporu a zmena odporu sú to, čo zapáli spaľovanie. Koncentrácia horľavého plynu ovplyvňuje hodnotu zmeny.
3. Plynový senzor pre tepelnú vodivosť
Špecifická tepelná vodivosť každého plynu sa líši. Prvok tepelnej vodivosti možno využiť na rozlíšenie zloženia zložky medzi dvoma alebo viacerými plynmi, keď sa ich tepelná vodivosť výrazne mení.
4. Senzor plynu pomocou elektrochémie
Jeho horľavé, jedovaté a nebezpečné plyny môžu byť do určitej miery elektrochemicky oxidované alebo regenerované. Tieto reakcie možno použiť na identifikáciu rôznych typov plynov a meranie koncentrácií plynov. Existuje niekoľko podtried elektrochemických senzorov plynov.
(1) Plynové senzory typu galvanických článkov (tiež známe ako plynové senzory typu Gavoni, plynové senzory typu palivových článkov a plynové senzory typu vedomej batérie) fungujú na podobnom koncepte ako suché články; namiesto uhlíkovo-mangánových elektród batérie sa však použili plynové elektródy. Tento konkrétny typ snímača plynu má obmedzený rozsah použitia a množstvo obmedzení.
(2) Plynové senzory so stabilným potenciálom elektrolytických článkov sú vynikajúce na meranie regeneračného plynu. Pôvodný batériový snímač má iný princíp fungovania ako tento. Jeho elektrochemická reakcia prebieha pri vystavení silnému prúdu, ktorý pôsobí ako skutočný A senzor pre Coulombovu analýzu. Pre kontrolu nebezpečných a škodlivých plynov je dnes tento snímač štandardom.
(3) Senzor plynu s koncentračnou batériou. Medzi elektrochemicky aktívnymi plynmi na oboch stranách elektrochemického článku sa vedome vytvorí koncentračná elektromotorická sila. Koncentrácia plynu ovplyvňuje silu elektromotorickej sily. Kyslíkový senzor nachádzajúci sa v automobiloch slúži ako výborná ilustrácia tohto senzora. senzor, senzor tuhého elektrolytu oxidu uhličitého.
(4) S využitím myšlienky, že limitný prúd v elektrochemickom článku je spojený s koncentráciou nosiča, bol vyvinutý senzor na meranie koncentrácie kyslíka. Tento senzor sa používa na kyslíkovú kontrolu automobilov, ako aj na meranie koncentrácie kyslíka v roztavenej oceli.
5. Infračervený senzor
Ide o presný snímač, ktorý má veľmi dobrú meraciu schopnosť. V súčasnosti deteguje najmä uhľovodíky s nízkym obsahom uhlíka a CO2.
6. Fotoiónový snímač PID
Existuje zdroj ultrafialového svetla a detektor dokáže rýchlo identifikovať pozitívne a negatívne ióny produkované chemickými zlúčeninami, keď je excitovaný. Molekula sa ionizuje, keď absorbuje vysokoenergetické UV svetlo; v dôsledku tejto excitácie molekula produkuje negatívne elektróny a vytvára kladné ióny. Detektor zosilňuje elektrický prúd, ktorý tieto ionizované častice produkujú, čo umožňuje meraču ukázať úroveň koncentrácie PMM. Ióny sa po prechode elektródami okamžite znovu poskladali do svojich pôvodných organických molekúl.
