揚塵在線監(jiān)測傳感器原理

2022-07-16 15:35:47

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傳感器通常由三個電極構(gòu)成，其中最主要的是工作電極。它通常是用一種具有催化活性的金屬，例如：鉑，將其噴鍍在一種透氣但是憎水的膜上做成。被測量的氣體擴(kuò)散透過多孔的膜在其上進(jìn)行氧化或還原反應(yīng)。其反應(yīng)的性質(zhì)以工作電極的熱力學(xué)電位和分析氣體的（氧化還原）性質(zhì)而定。

氧化還原反應(yīng)中參加反應(yīng)的電子，流向（還原）或流出（氧化）工作電極，通過外電路成為傳感器的輸出信號。為了氧化還原反應(yīng)得以進(jìn)行，工作電極的熱力學(xué)電位是一個極為重要的因素。

參考電極則是為了提供電解中的工作電極具有一種穩(wěn)定的電位而設(shè)。參考電極通常需要保護(hù)，使之不暴露在樣氣中，這樣參考電極的熱力學(xué)電位就總是具有同一數(shù)值保持穩(wěn)定。此外，參考電極不允許有電流需要的第二電極，它的作用主要是允許電子進(jìn)入或流出傳感器內(nèi)部。

控制工作電極電位和將信號電流轉(zhuǎn)換為電壓信號的電路稱之恒電位電路（或恒電位器）。工作電極的工作信號需經(jīng)運放U2轉(zhuǎn)換為電壓信號。電路同時保持工作電極的電壓使之處于其偏壓Vbias之值。參考電極電位與一個經(jīng)過仔細(xì)選擇的穩(wěn)定的輸入電壓Vbias比較后，線路中運放U1在對電極產(chǎn)生一電壓信號，其大小正好是產(chǎn)生一個與工作電極電流相等相反的電流信號。同時恒電位電路使工作電極與參考電極之間保持一恒定的電位差（電壓）。