A nitrogén-oxid-érzékelő kihívásai

Durva környezet

Az égési környezet magas hőmérséklete miatt csak bizonyos típusú anyagok működhetnek in situ. Nagy része a NEMx kifejlesztett érzékelők készültek kerámiai típusú fémoxidok, amelyek közül a leggyakoribb ittria-stabilizált cirkónium (YSZ), amely jelenleg a több évtizedes oxigén érzékelő. Az YSZ sűrű kerámiává tömörül és oxigénionokat vezet (O^2-). Ahhoz, hogy jelet kapjon az érzékelőtől egy pár magas hőmérsékletű elektróda, például nemesfém (platina, aranyvagy palládium) vagy más fém-oxidokat helyeznek a felületre, és egy elektromos jelet, például a feszültség vagy az áram változását mérik a NEMx koncentrációt.

Nagy érzékenység és tartósság szükséges

Az NO szintje 100-2000 ppm körül van.millió rész) és nem₂ 20–200 ppm 1–10% O tartományban₂. Az érzékelőnek nagyon érzékenynek kell lennie ahhoz, hogy ezeket a szinteket érzékelje.

Az érzékelő fejlesztésének fő kihívásai a szelektivitás, az érzékenység, a stabilitás, a reprodukálhatóság, a válaszidő, az észlelési határ és a költségek. Emellett a zord égési környezet miatt a nagy gázáram lehűtheti az érzékelőt, ami megváltoztatja a jelet, vagy idővel leválaszthatja az elektródákat és korom a részecskék lebonthatják az anyagokat.

Az ilyen gázérzékelőkkel szembeni egyik legnagyobb kihívás a páratartalom. A jelválaszra gyakorolt ​​relatív hatás erősen szubjektív az érzékelő típusától. Az elektrokémiai szenzorok többnyire immunisak a nedvesség hatására, mivel a vízmolekulák segítenek szabályozni az elektrolitkoncentrációt, de a száraz gáznak való hosszú távú expozíció csökkentheti az elektrolit oldószerkoncentrációját. A gázérzékelőkben nagyfokú keresztérzékenységet figyeltek meg a célgázok és a vízmolekulák közötti elektroncsere-mechanizmus hasonlósága miatt.