Предизвикателствата на сензора за азотен оксид

Околната среда

Поради високата температура на горивната среда могат да работят само определени видове материали на място, Голямата част от НЕx разработените сензори са направени от керамичен тип метални оксиди, като най-често срещаните са итрия- стабилизиран цирконий (YSZ), който в момента се използва от десетилетия кислороден сензор. YSZ е уплътнен в плътна керамика и провежда кислородни йони (O^2-) при високи температури на ауспух, като например 400 °C и повече. За да получите сигнал от сензора, трябва да използвате чифт високотемпературни електроди като благородни метали (платина, злато или паладий) или други метални оксиди се поставят върху повърхността и електрически сигнал като промяната в напрежението или тока се измерва като функция на НЕx концентрация.

Изисква се висока чувствителност и издръжливост

Нивата на NO са около 100–2000 ppm (части на милион) и не₂ 20–200 ppm в диапазон от 1–10% O₂. Сензорът трябва да е много чувствителен, за да улавя тези нива.

Основните предизвикателства при разработването на сензора са селективност, чувствителност, стабилност, възпроизводимост, време за реакция, граница на откриване и цена. В допълнение, поради суровата среда на горене, високият дебит на газа може да охлади сензора, което променя сигнала или може да разслои електродите с течение на времето и сажди частиците могат да разграждат материалите.

Едно от основните предизвикателства, пред които са изправени такива газови сензори, е влажността. Относителният ефект върху реакцията на сигнала зависи силно от типа на сензора. Електрохимичните сензори са предимно имунизирани срещу ефекта на влажността, тъй като водните молекули помагат за регулиране на концентрацията на електролита, но дългосрочното излагане на сух газ може да намали концентрацията на разтворителя в електролита. Висока степен на кръстосана чувствителност се наблюдава при газови сензори поради сходство в механизма за обмен на електрони между целевите газове и водните молекули.