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Der Gassensor und seine Messprinzipien

Der Gassensor – das Herzstück unserer Gasmesssysteme

Unsere Gasmesssysteme sind mit einem Gassensor und einem Transmitter ausgerüstet. Der Gassensor erkennt die Konzentration eines Gases oder Dampfes in atmosphärischer Luft, der Transmitter bereitet die Sensorsignale auf und gibt sie als analoges oder digitales Signal aus.

Elektrochemisches Messprinzip (EC-Sensor)

Elektrochemisches Messprinzip

Elektrochemische Gassensoren (auch: elektrochemische Zellen, EC-Sensoren) funktionieren ähnlich wie Batterien.

Das Gas diffundiert in den Sensor und wird an der Messelektrode entweder:
oxidiert (z. B. CO + H2O = CO2 + 2H+ + 2e- )
oder reduziert (z. B. O2 + 2 H2O + 4 e- = 4OH- ).

Die entstandenen Ionen (H+ oder OH-) diffundieren durch den flüssigen Elektrolyten und werden an der Gegenelektrode entweder:
reduziert (z. B. O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O)
oder oxidiert (z. B. 4OH- + Pb = PbO2 + 2H2O + 4e-).

Zwischen den beiden Elektroden fließt ein Strom proportional zur Gaskonzentration.

Eine Referenzelektrode erzeugt ein konstantes Potential und kann so ein Driften der Messwerte verhindern.

Elektrochemische Gassensoren sind in der Regel spezifisch, es besteht keine oder nur eine geringe Querempfindlichkeit zu anderen Stoffen.

 

Dynamischer Zirkoniumdioxidsensor für O2

Dynamischer Zirkoniumdioxidsensor

Unsere Sauerstoffmesssysteme enthalten als Herzstück einen dynamischen Sauerstoffsensor auf Zirkoniumdioxidbasis und können bei Bedarf fehlersicher messen.

Lesen Sie wie der dynamische Sauerstoffsensor funktioniert, wie man Fehler erkennt und was Partialdruck bedeutet im Artikel "Sauerstoffmessung" unserer Wissensbasis.

zum Artikel Sauerstoffmessung

 

Zwei-Strahl-Infrarotsensor (NDIR) für CO2

Zwei-Strahl-Infrarotsensor

Bei diesem Gassensor handelt es sich um eine firmeneigene Entwicklung. Er ist spezifisch für CO2.

Lesen Sie wie CO2-Messung mit unserem NDIR-Sensor funktioniert im Artikel "Kohlendioxidmessung" unserer Wissensbasis.

zum Artikel Kohlendioxidmessung

 

Halbleiter-Gassensor

Halbleiter-Gassensor

Ein Halbleiter auf Metalloxidbasis (SnO2) wird auf einem Substrat aufgebracht. Das Substrat enthält Elektroden, die den Widerstand des Halbleiters messen, und eine Heizung, die den Halbleiter auf 200° bis 400° C erwärmt.
Der Sensor reagiert auf Änderungen in der Zusammensetzung der Umgebungsatmosphäre mit einer Änderung des Widerstands des Halbleiters.
Reduzierende Gase wie z.b. CO oder H2 verringern den Widerstand des Halbleiters.
Die Empfindlichkeit des Halbleiters für ein bestimmtes Gas kann über die Temperatur des Halbleiters verändert werden.

 

Katalytischer Gassensor (Pellistor, Wärmetönungssensor)

Pellistor

Zwei Platinwendeln werden jeweils in eine Keramikschicht eingebettet und über eine Brückenschaltung elektrisch verbunden. Die Oberfläche der einen Platinwendel ist mit einem Katalysator, der die Oxidation fördert, aktiviert, die Oberfläche der anderen Platinwendel ist inaktiviert.
Strom fließt durch die Wendeln und erhitzt diese auf ca. 500°C.
An der Oberfläche der aktiven Wendel reagiert der Luftsauerstoff mit dem brennbaren Gas.
Dadurch steigen Temperatur und Widerstand in der aktiven Platinwendel.
Die Brücke gerät ins Ungleichgewicht. Dies kann man messen.