חיישנים אלקטרוכימיים לשימוש במכשירי גילוי גז

חיישנים אלקטרוכימיים לשימוש במכשירי גילוי גז

גלאי גז הוא כלי מכשיר לאיתור ריכוזי דליפת גז, הכוונה בעיקר לגלאי גז ניידים/ידניים. חיישני גז משמשים בעיקר לזיהוי סוגי הגזים הקיימים בסביבה. חיישני גז הם חיישנים המשמשים לזיהוי הרכב ותכולת הגזים. מקובל לחשוב שההגדרה של חיישן גז מבוססת על יעד הגילוי. כלומר, כל חיישן המשמש לזיהוי הרכב וריכוז הגז נקרא חיישן גז, ללא קשר אם הוא משתמש בשיטות פיזיקליות או בשיטות כימיות. לדוגמה, חיישן המזהה זרימת גז אינו נחשב לחיישן גז, אך מנתח גז מוליכות תרמית הוא חיישן גז חשוב, למרות שלעתים הם משתמשים בערך באותו עקרון זיהוי.

חיישן אלקטרוכימי
חלק ניכר מהגזים הדליקים, הרעילים והמזיקים שלו הם פעילים מבחינה אלקטרוכימית וניתנים לחמצון או להפחתה אלקטרוכימית. באמצעות תגובות אלה, ניתן להבחין ברכיבי גז ולזהות ריכוזי גז.

חיישני גז אלקטרוכימיים מחולקים לתתי קטגוריות רבות:
(1) חיישן גז תא ראשי (ידוע גם בשם: חיישן גז תא Gavoni, הידוע גם בשם חיישן גז תא דלק, הידוע גם בשם חיישן גז סוללה ספונטני), העיקרון שלהם זהה לסוללה היבשה שבה אנו משתמשים, אבל, הסוללה אלקטרודת פחמן-מנגן הוחלפה באלקטרודת גז. אם ניקח חיישן חמצן כדוגמה, החמצן מופחת בקתודה והאלקטרונים זורמים דרך מד הזרם אל האנודה, שם מתכת העופרת מתחמצנת. גודל הזרם קשור ישירות לריכוז החמצן. חיישן זה יכול לזהות ביעילות חמצן, דו תחמוצת גופרית, כלור וכו'.

(2) חיישן גז מסוג תא אלקטרוליטי פוטנציאלי קבוע. חיישן מסוג זה יעיל מאוד לאיתור גזים מפחיתים. העיקרון שלו שונה מזה של חיישן סוג התא העיקרי. התגובה האלקטרוכימית שלו מתרחשת בכוח הזרם. זהו חיישן קולומטרי באמת. סוג זה של חיישן שימש בהצלחה בזיהוי של פחמן חד חמצני, מימן גופרתי, מימן, אמוניה, הידרזין וגזים אחרים. זהו החיישן המרכזי לזיהוי גזים רעילים ומזיקים.

(3) חיישן גז מסוג ריכוז סוללה. הגז הפעיל מבחינה אלקטרוכימית יוצר באופן ספונטני כוח אלקטרו-מוטורי בריכוז משני צידי התא האלקטרוכימי. גודל הכוח האלקטרוני קשור לריכוז הגז. דוגמה מוצלחת לסוג זה של חיישן הוא זה לרכב. חיישן חמצן, חיישן פחמן דו חמצני אלקטרוליט מוצק.

(4) חיישן גז מסוג הגבלת זרם. יש חיישן שמודד את ריכוז החמצן. הוא משתמש בעקרון שהזרם המגביל בתא האלקטרוכימי קשור לריכוז הנשא כדי להכין חיישן ריכוז חמצן (גז). הוא משמש לזיהוי חמצן במכוניות ובפלדה מותכת. זיהוי ריכוזי חמצן.