چی دەزانی لەبارەی سنسورەکانی ژێرکیمیایی

سێنسوری êlektronn-kîmyayî یەکێکە لە ڕێگاکانە کە لەسەر ئەوەی ڕووبەری êlektron-kîmyayîیەکانی ئەنالیزەکە بەکاربێت بۆ تەحويژکردنی کۆمەڵەی کیمیایی بۆ کۆمەڵەی êlektronی بۆ دەستنیکردن و دەستنیکردن.

سێنسورانی ژێرکیمیایی لە کاتی ١٩٥٠ دا هەڵبژارن، کاتێک ئەوان بۆ پارچووندنی گازی ڕەقیک بەکارهێنا. وە لە کاتی ١٩٨٠دا، کاتێک ئەوان بۆ پارچووندنی گەلی زۆری گازانی تۆکسین بەکارهێنا و شوێنی خوبێکی سەندەیی و هەڵبژاردنییەکانیان نشان داد.

ⅰ. کارکردنەوەی سێنسوری ژێرکیمیایی

سێنسورانی ژێرکیمیایی لە سەرەتایی دەکەن بە ڕێکجەوەری کیمیایی بە گازێکی کە پێکدێت و سیگنالێکی بەرقی دەست دەکەن کە لەپێی کۆنتراستی گازەکەیەکان پێویستە. زۆری سێنسورانی گازی ژێرکیمیایی کۆرەنتێکی دەست دەکەن کە لێیەکی پێکردەوە لە کۆنتراستی گازەکەیە.

سێنسری گازی ئەلکترۆکیمیایی لە شوێنی خوارەوە کار دەکات: مولێکولانی گازی هەدف لە سەرەتایی ڕووداوی سێنسردا پێش از دەچێت لە دروستکردنی کاندێنشن و هاوبەری ڕووی گەردە بێت. پاشان مولێکولانی گاز لە لەوانەی کەپیڵی ڕووداوت، لەوانەیە کە لەلایەن فیلترێکی تر ڕووداوبێت، و پاشان لەلایەن مەمبرانێکی هیدروفرابیکەوە لەسەر سەرپەڕی ئەلکترودی سێنسوردا ڕووداوبێت. لەوەی مولێکولان وەرگیرەوە یان کاهێنەوە دەکەن، ئەوەش دەوترێت کە بەکارهێنانی ئەلکترۆنەکان یان دەستکردنیان دەکەوێت، بە هەواڵێکیەکیە کە کرەیەکی بەژێدار دەسڕێت.

Di bîr nehatine ku herî tişt gasi ya li ser sensorê di wekîyekî in heman mînaka peyda dabûne bi kurteriya difûzyonê dîtir. Bi optimîzekirina rûpelê, vênişan elektrîkî ya derbasdar ên jorî tevahî ya pêwîst hatî dîtin. Dişetên sensorê ya taybetirî ye bicîhê yên pêwîst di karvan deyê ji bo hesaskirina bilind bûna gasê ya niha, û ji bo şandkirina paşaveyan taybetirî la gasên tercih nahiya. Ev ve navbera sîstemê ya çewtî ya li ser amûrên cewlî, sıfatî û gasî dike, û hemû wan li virbûnên kimiyayî ya gasê ya analîtikê re hatin dîtin. Selî ya elektrokîmî ya li ser kêmî hilbijartî di vê yekîtiyê de dike li ser elektrodê ya zimanan, elektrod Cont, ku vê reaksiyona di ser elektrodê ya hissandin de tenêdibûne. Korê îonyî li bin elektrodê Cont û elektrodê Sen bi elektrolîtê ya li dawrî jîwrê ya sensorê hate transport kirin, wêneyekî korê ya elektrîkî li ser rê berdiye da ku bi pin konektorê ya qediya. Elektrodê ya sêyemîn bi rastî di sensorên elektrokîmî de piştgirî dike (sensorên 3-elektrod). Elektrodê ya niha refêrensî ya bidixwe hatine ku potensiyalê ya elektrodê ya hissandin di werê ya tevahî de tenebest bikin. Ji bo ev çepel û tuvalî dişopî ya senarê ya potensiyalê ya tevahî ya lazar a.

دو. بەشەکانی سێنسری ئەلێکترۆکیمیایی

سێنسری ئەلێکترۆکیمیایی چوار کێشەی گرینگی ئەمە دەردەکات:

١. ممە هەواڵدار (لە کاتێکدا لەناوی ممە هیدروفراب دەناسرێت): ئەم ممەکانە بۆ سەرپوشاندنی ئیلیکترودەکانی چاوەڕوان (کاتالیست) کار دەکەن و لە کاتێکدا، زانگایەکی مولەکولی گازەکانی کە سەرەکی ئیلیکترود دەبێت رێکی دەکەن. بە شێوە ڕوونگیر، ئەم ممەکان لە فیلمەکانی تەفلۆن بە پورتەکی کەم دەسەرکەوت. کاتێک ئەم ممەکان بۆ سەرپوشاندنی ئیلیکترودەکان کار دەکەن، سنسورەکان لەناوی سنسورەکانی سەرپوشەکراو ناسراون. ئەوەی ڕوویشە، فیلمی تەفلۆن بە پورتەکی زۆرەکی کار دەکرێت، هاوبەش لە کەپیلەرێک، بۆ رێککردنی زانگایەکی مولەکولی گازەکە کە سەرەکی ئیلیکترود دەبێت. ئەم کۆنفیگەرەشنە لەناوی سنسوری کەپیلەری ناسراوە. لەگەڵ ئەوەی ئەم فیلمەکە بەکاربێت بۆ پاراستنی مەکانیکی سنسورەکە، ئەوەشە هەروەها بۆ فیلترکردن کار دەکات، بە ڕێگەی خواردنی ژمارەیەکی نەخواوانەوەی ڕەزگارەکان. بۆ ئەوەی زانگایەکی مولەکولی گازەکەی کە دەبێت بگەڕێت بەرەو سەرەکی دەدات، گرنگە بەردەوام بێت بۆ انتخابی سایزی گەورەیەکی سەرەکی بۆ ممە و کەپیلەرەکە. سایزی گەورەیەکی سەرەکی باید ژمارەیەکی کافیی ڕەزگارەکانی گاز بۆ دەستپێکردنی ئیلیکترودی چاوەڕوان دەربێت، هاوبەش لە دەرکردنەوەی یان خoshکبوونی زیادی ئەلکترولیتی لیکید.

2. Elektrod: Di hêsan de, destpêkê ya elektrodê wekî çareser ên dişîne. Ev dest bihêneke katâlîstik bihevînîne da ku reaksiyonê yarî elektrîlik li ser dawrî derbasî ne. Bi rastî, elektrodên ji aliyên nermalava, wan jî platin an jin ki li ser molêkulên gas bi karûbarî katâlîstik re dest pê kirin. Li pargewe ya sensorê, sê erê ya elektrod ji rêzên hilberdanên mîhengî yên guherandînin.

3. Elektrot: Elektrot dikare be dike ku reaksiyonên elektrîlik bibîne û vê qetîyonî ione bi şînewazî bihevîne bi elektrodê. Ev li geyrî di navbera potensiyalê ya mîhengî ya bi elektrodê ya navberdarî û bi destnîşa malên ku di sensorê de werin çêkirin. Li kêmî, xwestina tezmîn a elektrotê dikare dide ku vegerandinan signalê ya sensorê veqetî bibîne, evî taybetî u ewirandinî ya ê wê dibîne.

٤. فیلترەکان: ڕۆژهێڵ، فیلترەکانی دزیکرینەر لە پشتبەری سنسور هەیە کە بەرخۆردنی گازەکانی نەدیار بکەن. دایکردناوی فیلترەکان کمەتیرە، چونکە ھەر جۆرێک لەوەی ئەوەی سطحێکی تەواوی بەکاربستنی ئەوەیان هەیە. کاربونی فەعّال لەسەر زۆرین ژمارەی کەمیاڵەیان بەرخۆری کەوتە، بە استثنای کاربون مونۆکساید. بە دایکردنی بەرپرسیارەوە لە فەرەوانی فیلتر، سنسورەکانی êlektronn-kemîکەرەکان دەتوانن گشتییەکی زیاتر بەرز بۆ گازەکانی داوەی خۆیان بەدەست بێنن.

ⅲ. دابەشبوونی سنسورەکانی êlektronn-kemî

ڕێگەکانی زۆرەتا لە دابەشبوونی سنسورەکانی êlektronn-kemî هەیە. بە دەستپێکردنی سیگنالەکانی جیاوازیان، ئەوە دەتوانن بە سنسورەکانی پۆتنسیۆمەتری، سنسورەکانی ئامپەرومەتری و سنسورەکانی کۆندۆمەتری بەشدار بێنن.

بە دەستپێکردنی مادەیەکانی بەکارهێنراو لەسەر سنسورەکانی êlektronn-kemî، ئەو سنسورەکان دەتوانن بە سەرەکی سنسورەکانی یۆن، سنسورەکانی گاز و بایۆسنسورەکان بەشدار بێنن.

ⅳ. ژمارەیەکانی سەرەکی و فاکتۆرەکانی تەئەمەن

١. سەنسریتی

Faktorên jîyar ên li sêr sensîvitî ya hatine pêkandin ên: aktîvitî ya katâlizor, têketina herêmê, reşûdên elektrolîtîk, û hewalî tevra.

2. Birandazkirina heremî

Faktorên jîyar ên li sêr dawîna birandazkirinê dike: aktîvitî ya katâlizor, reşûdên elektrolîtîk, rûpelên koma gasê, xasêtirên gasê, derbas.

3. Jiwierî / Rewşekirina derve

Faktorên jîyar ên li sêr jiweyî ya hatine pêkandin ên: çiniya katâlizor, elektrolît, voltaj yên paşî, filter, derbas.

4. Berkeriyet / Stabilîtiya derbasdar

Faktorên li sêr berkeriyetê dike: stabilitetê strukturê elektradê, stabilitetê elektrolîtê, stabilitetê rêzika gasê, derbas.

5. Performansa tevra û temertî

Faktorên li sêr stabilîtiya tevra û temertî ya hatine pêkandin ên: aktîvitî ya katâlizor, stabilitetê strukturê elektradê, û xasêtirên gasê.

V. Çarhên çarî ên pirsgirêkên elektrokîmî

سینارەکانی ئێلکترۆکیمیایی لە ڕووداوی زۆرێکی گشتی دەبێت لە ناوچەکانی صنایعی و سیویلی لە بابەتی گشتی پێشخازن، دەتوانن گشتیانی ژیرۆز، فورمالدئێه، کاربن موناکسید، آمۆنیاک، هیدروجین سالفاید، سالفوار دی옥ساید، نیتروجن دیاکساید، و ژیانداندن و گشتی تر لەسەر هەڵبژاردەکەیان پێشخازن، لە کاریگەرییەکانی پۆرتەبل و ئامرازی گشتی لەلایەندا بەکاردێت.

1. سینارەی رودی

بەرگاری ڕووبەری ژیانیەکی کێشەی لەسەر ئەوەی دەوترێت، بەرگاری ڕووبەر و جسمانی ناس کۆمەڵێکی سروشتی هەیە لە بنچینەی تەواوکردنەوە، کەواتە لە کاتێک گرما و بەرگاری زۆر هەیە، بەهایی ئەوەی دەست پێ بکرێت لە تەواوکردنەوەی ئاوا لە جسمانی ناس دشوار دەبێت و ناس دەرسێتە خراپ، لە کاتێک گرما کم و بەرگاری زۆر هەیە، پڕسەندنی گرما لە جسمانی ناس زۆر شدید دەبێت، وەکو تەنها دەست پێ بکرێت لە سەرخۆشی و فرۆستەکردن. گرما کەمترینی ڕاستەقینە لەسەر جسمانی ناس ١٨ـ٢٢℃ە، و بەرگاری نسبی ٣٥٪ـ٦٥٪ RHە. لە بازنامەکردنی ئەو ڕووبەرە و مونیتۆرکردنی ژیاندا، ڕێکخراوەکانی ژمارەیەکانی گرما و بەرگاری، ڕێکخراوەکانی بەرگاری بە دستی کاریار و ڕێکخراوەکانی بەرگاری بە دەرەوەی هوا ڕێگەیەکی ژمارەیی دەبێت لەسەر دەستنیشانکردنی بەرگاری ڕووبەر.

Di bajeên terîn de, herî başê lîstekan literatûrî li barê bikarhene sensoran ji bo dîtne niha derbasdar. Kristalên piezoelektrîk ku bi qoşe kirin ên ku bi kar hene ji bo dîtne niha derbasdar, li ser kristalên piezoelektrîkên ku bi teknîkên fotolitografi û kêmîya kirine digire, wekî kristalên piezoelektrîkên ketchwen jîan bibînin û bîranen di 4 wan de li ser kristalên piezoelektrîkên AT-kirin 10 MHz ku hevdelên maseyê re niha derbasdar in kirin. Kristala wekî rezonator di vî rakirinê de ye ku frekanseya we bingehaneke maseyê re guherand, û bi hilbijartinê bîra pêwîst, sensora wekî çareserkirina niha derbasdar re ku bi gasên taybetir bistînin dikare bikar bîne. Sensitivity, linearity, response time, selectivity, hysteresis û lifetime ya sensorê li ser sifatên kimiyayî ya bîrê wê depend.

2、Sensor nitrogen oxide

Nîtrojen oksîd biçûhêkî ya herêmî ya nîtrojen di navbera gasên rengirîn de pêwistî di NOX de destpêkirî. Di nîtrojen oksîdê de, sîstema kimiyayî ya derbedariyê li ser formên grîngirîn ya nîtrojen oksîd tê fersiyanî bêyî, lê zevî hewlêr û dawî ya havê binivîsî yên nîtrojen monoksîd û nîtrojen dîoksîd di navbera kimiyayî ya derbedarî de kirî, ev dema wehaşbûna wîzibûna heywanî yên li ser formên din ya nîtrojen oksîd di navbera cihânî de ya herêmî ye.

لە تحلیلی ژیانی، نیترۆژین ئوکسید لە جارێکدا بڕوارە بۆ دوای نیترۆژین دوایە. ڕێگای سەرەتایی چین لەپەرەستنی نیترۆژین ئوکسیدەکان هەرێمە کرایەتی ناپتالێن ئەتیلن دیامین هایدروکلوریدەکەوە، سەرسویی ئەم ڕێگەیە ٠.٢٥وگ/٥ملە، ڕێگای گۆڕانکاری گۆڕاوەکراوەکانی ڕەشتهی سەرەکی، کونتراتی نیترۆژین دوایە، درێژی گەزپەرەستنی گاز، سەرکەوتووی گەزپەرەستنی گەز، کۆمەڵگەی یۆنەکان و دەرجهی ژێرمەندی و کارەکانی تر، نەهەموو لە یەکسانبوون. ڕێگای سنسور لە ساڵانی چەندین کەواتەی ڕاستیار بووە.

٣- سنسوری گازی هیدروجین سولفاید

Hîdrojen sêfîd bikeyek e ku bêjarek e rengal, kêmikê ya herdemî ye, û boçiyek e ku di navbera xwe de pirsgirêye û dengê taybetirî ye, û li jî badûr e ji barê pargewe. Gotên herêmî ya çêtirina hîdrojen sêfîd di lêde da bi kar anîn calorimetry û gas chromatography. Bikarhêneren di navbera herêmî de destpêkirin a polutanên havî yên ku tiştên in ên ciwan di cûmê mg/m3 de ye, yek dema vê gotoyê ya gas sensoran e, lê gas sensoran semikonductor natevî nayên li ser destnîşta û hilbijartina herêmî ya polutanên tevliyê bibinîn di derheya herêmî de.

Arêyal sensorên zevî ya wekhevî silver li ser dawî ya cûrbecûr dide, ku ew dör sensoran heye ku wan biherîna universal analyzer-ê di baseyê coulometric titration de û sînalan ji arêyal sensoran gas semikonductor re têne rekîtin tiştên sulphur dioxide û hydrogen sulfide. Evî rastokî hat kirî ku sensorên zevî ya wekhevî silver bi rêça 150 °C di rêzeya temeriyê de dike li ser destnîşa tiştên hydrogen sulfide di havê bajarî de.

4. Sensor Dioksid Sûlfor

Dioksid sûlfor yek em ên li ser pirsgirê de ne, û pirsgirê dioksid sûlfor li ser pirsgirê ji havê re dibe herî tişt. Bijiwanên sensoran li pirsgirina dioksid sûlfor te çihek pêşbînimkiriyê bijart, ji bo kurt kirinê dema pirsgirinê derxistî û vê benda pirsgirinê têk çêkirin. Polîmerên cewlî bi kar hene dre membrane yên şîftnameyên îonî, li jî wekherê membrane ya ku tenê elektrolîtên dawrkar û refîrensî hatine, û elektrîdê plâtîn bi kar hene li drûja berî ku sensor dioksid sûlfor bidin. Sensor li flow cellê binivîse û dioksid sûlfor li voltajê 0.65V de bidin oxidisekirin. Paşî dioksid sûlfor derbasdiye. Tîpana deviceyê pirsgirî high current sensitivity, dema pirsgirinê kurt, stabilitetê baş, zevgirtiya paşîn êzî, rêjeya linear 0.2 mmol/L, limita pirsgirinê 8*10-6 mmol/L û rapora signal-to-noise ratio 3 e.

سەنسۆر ناچی ئەگەر ژمارەی سولفۇر دایۆکسید لە هوادا بەشداربێت، بلەندتر ئەوە بەکارهێنا کراوەتە بۆ بەشدارکردنی سولفۇر دایۆکسید لە شاری زانیاری کم. کۆتایی گاز-سەنسیتیووکەی فیلمی ئەستێری سیلیکاتی کە بە ڕێکخستنی سول-جێڵ و تەکنالۆژییەکەی گشت پێکدراوە. ئەم کۆتاییە لە دەستپێکردنی سولفۇر دایۆکسیددا ڕێکی خوێنەوە و بازگرتینی جیاوازی لەسەر ئەوە دەردەکات، لە کاتی پاشیبوونی ڕێکەوەی کەمتر لە ٢٠ چركەدا. لەگەڵ ئەوەی، ئەوە لەگەڵ گازەکانی تر کەمترین ژمارەی ژێرەکی دەکات و لەگەڵ گۆڕانکارییەکانی گرێز و شەڕەکە کەمترین پێناسەیەکی دەکات.