从零点到量程：电化学传感器标定的“秘密”

电化学传感器是一种广泛应用于气体检测和分析的设备，具有高灵敏度、快速响应和良好的选择性等优点。本文将详细介绍电化学传感器的基本工作原理、标定方法、预热要求、温度补偿、气体交叉响应等关键知识点，并列举常见气体的检测范围和特殊气体的应用。

电化学传感器的标定

标定是确保气体测量数值准确性的关键步骤。标定过程包括零点标定和量程标定：

零点标定：在高纯度氮气或干净空气环境中进行，确保传感器在无目标气体时的输出为零。

量程标定：使用已知浓度的目标气体进行标定，确保传感器在不同浓度下的输出准确。

标定周期取决于工作环境条件和行业/政府法规。

电化学传感器的预热

电化学传感器在使用前必须进行预热。如果传感器长时间未使用，其电极可能会累积电荷，影响测量准确性。预热过程可以消除多余的电荷，确保传感器的正常工作。

氧气参与

电化学传感器的工作必须有氧气的参与，不能在无氧环境下工作。氧气可以是电解液中的溶解氧，也可以是测量环境中的氧气。长时间接触高浓度目标气体会导致传感器输出衰减，因此不适合过程监控领域。

温度补偿

电化学传感器的灵敏度会随温度变化而变化，因此仪器内部需要实现温度补偿，以确保测量结果的准确性。

气体交叉响应

某些电化学传感器对多种气体都有响应，这种现象称为气体交叉响应。虽然无法完全避免，但可以通过选择合适的传感器和标定方法来减少交叉响应的影响。

常见电化学传感器的量程

以下是常见气体的电化学传感器量程示例：

二氧化氮 (NO2)：4NO2-5AOF6, 4NO2-20r, 4NO2-20AFc, 4NO2-20Ar, 4NO2-2000r

一氧化氮 (NO)：4NO-5r, 4NO-250r, 4NO-2000r

氧气 (O2)：4O2-LFc

氢气 (H2)：4H2-1000r, 4H2-2000r, 4H2-5000r, 4H2-40000r

环氧乙烷 (C2H4O)：4ETO-10r, 4ETO-100r, 4ETO-500r

硫化氢 (H2S)：4H2S-5r, 4H2S-20r, 4H2S-1000r, 4H2S-2000r

二氧化氯 (ClO2)：4ClO2-L1, 4ClO2-10r, 4ClO2-50r

氯气 (Cl2)：4Cl2-10r, 4Cl2-20r, 4Cl2-50r, 4Cl2-200r, 4Cl2-1000r

氯化氢 (HCl)：4HCl-50r, 4HCl-200r

氰化氢 (HCN)：4HCN-50r

甲硫醇 (CH3SH)：4CH3SH-10r

四氢噻吩 (THT)：4THT-50r

氯乙烯 (C2H3Cl)：4C2H3Cl-20r, 4C2H3Cl-100r

臭氧 (O3)：4O3-1r, 4O3-5r, 4O3-10r, 4O3-1000r

氟化氢 (HF)：4HF-10r, 4HF-100r

特殊气体的检测与应用

正硅酸乙酯 (TEOS)

正硅酸乙酯 (TEOS) 是一种有机化合物，广泛应用于半导体行业。TEOS 在化学气相沉积、热熔技术、传输剂等领域发挥重要作用。45M 系列 TEOS 气体传感器具有高灵敏度和良好的线性性，适用于 TEOS 气体的检测。

溴气 (Br2)

溴气是一种具有强氧化性的气体，广泛应用于医药、染料、化工和水处理等领域。4 系列 Br2 气体传感器具有高分辨率和良好的线性性，适用于 Br2 气体的检测。

锗烷 (GeH4)

锗烷是一种无色气体，广泛应用于半导体、太阳能电池和电子器件制造。4 系列 GeH4 气体传感器具有高分辨率和快速响应，适用于 GeH4 气体的检测。

联氨 (N2H4)

联氨是一种强碱性化合物，广泛应用于还原剂、燃料和制药原料。4 系列 N2H4 气体传感器具有高分辨率和快速响应，适用于 N2H4 气体的检测。

过氧化氢 (H2O2)

过氧化氢是一种强氧化剂，广泛应用于消毒剂、漂白剂和化学试剂。4 系列 H2O2 气体传感器具有高分辨率和快速响应，适用于 H2O2 气体的检测。

结论

电化学传感器在气体检测和分析中具有广泛的应用。通过合理的标定、预热和温度补偿，可以确保传感器的测量准确性。不同气体的传感器具有不同的量程和特性，选择合适的传感器对于实现准确的气体检测至关重要。特殊气体的检测和应用进一步扩展了电化学传感器的应用领域，为半导体、化工、医药等行业提供了重要的技术支持。