بعض الأمور التي يجب معرفتها عن أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية

المبدأ الأساسي لأجهزة الاستشعار الكهروكيميائية هو التفاعلات الكهروكيميائية، والتي تحول إشارة تركيز الغاز المستهدف (أو المكون المحلل) إلى إشارة تيار أو جهد يمكن قياسها. بناءً على الخبرة العملية المستمرة في استخدام أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، نعتقد أن النقاط التالية تتطلب انتباهاً عند تشغيلها:

رأس حاد 1. ز تُركَّب أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية بطبقة رقيقة من مادة البوليترافلوروإيثيلين (PTFE) على فتحة دخول الهواء. من ناحية، يمكن لهذه الطبقة أن تمنع دخول الماء أو الزيت إلى الجهاز. ومن ناحية أخرى، يمكن تعديل مدى القياس وحساسية الجهاز من خلالها. إذ إن الفتحة الأكبر حجماً تحسّن الحساسية ودقة الجهاز، في حين أن الفتحة الأصغر تزيد من مدى قياسه.

رأس حاد 2. ز يمكن أن تؤثر درجات الحرارة القصوى على عمر المستشعر. يتراوح المدى الطبيعي لدرجة حرارة التشغيل للمستشعرات عادةً بين -30°م و50°م. حتى عند التشغيل لفترات قصيرة ضمن مدى حرارة أعلى من المعتاد، فإن المستشعرات عالية الجودة فقط هي التي يمكن أن تبقى دون تأثر. بغض النظر عن جودة المستشعر، ينبغي تجنّب الظروف القصوى. يمكن أن يؤدي التشغيل خارج المدى الحراري الطبيعي إلى تحوّل في خط الصفر الأساسي وتباطؤ الاستجابة، مما قد يؤدي في الحالات الشديدة إلى تطاير الإلكتروليت ويؤثر على عمر المستشعر. لا تقلل درجات الحرارة المنخفضة من الحساسية بشكل ملحوظ فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى تأخير زمن الاستجابة، وفي الحالات القصوى قد تتسبب بتجمد الإلكتروليت.

رأس حاد 3. أ على الرغم من أن المستشعرات مصممة بسعة تحميل قصوى، لا يُوصى باستخدامها لما بعد هذا النطاق، خاصةً في ظل الظروف الزائدة عن الحمولة. يمكن أن تؤثر التراكيز العالية للغازات المكتشفة على الخواص الكيميائية للمحلول الكهربائي وبالتالي تؤثر على أداء المستشعر. مع المستشعرات ذات الجودة المنخفضة، يمكن أن يكون لهذا التأثير طابع تدميري بسبب جودة الحفاز المنخفضة المستخدمة.

رأس حاد 4. H يؤثر الرطوبة تأثيرًا كبيرًا على أجهزة الاستشعار، وهي أيضًا السبب الرئيسي للإصلاحات. بشكل عام، عندما تتجاوز الرطوبة 60٪ رطوبة نسبية، فإن الإلكتروليت يمتص الماء، وفي الحالات الشديدة قد يحدث تسرب يؤدي إلى تآكل الدائرة. وإذا كانت الرطوبة منخفضة جدًا، فسوف يفقد الإلكتروليت محتواه المائي، مما يؤدي إلى إطالة زمن الاستجابة. الحسن في الأمر أن عمليتي تخفيف تركيز الإلكتروليت وتجفافه هما عمليتان عكسيتان في الأساس. ويمكن استعادة الجهاز عن طريق وضعه في نطاق درجة حرارة طبيعي لمدة 1-3 أسابيع دون استخدام. عادةً ما يقارن المصنعون وزن أجهزة الاستشعار بعد الإصلاح مع وزنها الأصلي عند الشحن. وإذا كان هناك تغيير كبير، فيُفترض أن السبب هو تأثير الرطوبة. وبعد ترك الجهاز يستريح لفترة من الوقت، يُعاد بعد ذلك إلى العميل.

رأس حاد 5. ت يمكن أن تتأثر حساسية المستشعر أيضًا بالبيئة التشغيلية، وبخاصة درجة الحرارة والرطوبة. فقد يصبح مستشعر ذو زمن استجابة طويل، وكان في الأصل غير حساس، أكثر حساسية تدريجيًا على مدار عمره، والعكس صحيح. وينطبق هذا بشكل خاص على المناطق التي تتغير فيها الفصول تغيرًا كبيرًا. فإذا كانت البيئة جافة وباردة، فإن أداء المستشعر يكون رديئًا جدًا بشكل عام، ولكن مع ارتفاع درجة الحرارة وزيادة الرطوبة، يبدأ المستشعر في التحسن تدريجيًا. في البداية، كان التركيب مستقرًا جدًا ومُعدًّا بشكل جيد، ولكن بعد بضعة أسابيع تظهر كل أنواع المشاكل. ويكون هذا أكثر وضوحًا إذا تم التركيب مع نظام تكييف هواء أو في بيئات جافة أخرى.

رأس حاد 6. س يمكن أن تمتص بعض الغازات المقلقة المعروفة والمجهولة في البيئة محفز الحساس أو تتفاعل معه، مما قد يثبط نشاط المحفز، ويُتلف أقطاب الحساس، ويدمر الحساس نفسه. كما يمكن أن تتسبب الاهتزازات الشديدة والصدمات الميكانيكية في تلف أقطاب الحساس والأسلاك المعدنية الموصلة، وبالتالي إتلاف الحساس. بالنسبة للحساسات، كلما كانت نقاء المادة المحفزة أعلى، كان ذلك أفضل وأكثر كفاية؛ وكلما كانت جودة الأسلاك الموصلة أفضل، كانت أقوى وأكثر متانة؛ وكلما كانت البنية المادية أقوى، قلّت الأعطال الناتجة عن الأسباب المذكورة أعلاه.

النقطة 7 . أ جميع الحساسات لها دورة حياة تخزينية، وهذا يعني أنه تحت ظروف التخزين المثالية، فإن إشارة الحساس تفي بالمواصفات الفنية، ولكن بعد تجاوز هذه الفترة، قد تصبح إشارة الحساس غير مستقرة.

رأس حاد 8. تحتوي المستشعرات ذات الوظيفة الترشيحية على مرشحات كيميائية مدمجة. هذه المرشحات العضوية فعالة للغاية، ويمكنها عمليًا القضاء على الغازات المتدخلة. ومع ذلك، فإن عمر خدمة هذه المرشحات محدود. وبمجرد بلوغها حالة التشبع، تزداد تأثيرات الغازات المتدخلة بشكل كبير، مما قد يؤدي إلى إنذارات كاذبة خطيرة. علاوةً على ذلك، فإن العمر الافتراضي الدقيق للمرشحات متغير ويصعب التنبؤ به. والأهم من ذلك أن المرشحات غير قابلة لإعادة الاستخدام؛ وعندما يتسبب الرطوبة في تشبعها وانسداد مسامها، فإن كفاءتها الترشيحية تنخفض بسرعة.