Provocările senzorului de oxid de azot

Mediu dur

Datorită temperaturii ridicate a mediului de ardere, doar anumite tipuri de materiale pot funcționa in situ. Majoritatea NUx senzorii dezvoltați au fost fabricați din ceramică tip oxizi metalici, cel mai frecvent fiind ytria-stabilizat oxid de zirconiu (YSZ), care este utilizat în prezent în vechime de zeci de ani senzor de oxigen. YSZ este compactat într-o ceramică densă și conduce ionii de oxigen (O²⁻) la temperaturile ridicate ale unei țevi de evacuare, cum ar fi 400 °C și mai sus. Pentru a obține un semnal de la senzor, o pereche de electrozi de înaltă temperatură, cum ar fi metalele nobile (platină, aur, paladiu) sau alți oxizi metalici sunt plasați pe suprafață și un semnal electric, cum ar fi modificarea tensiunii sau a curentului, este măsurat în funcție de NUx concentraţie.

Sunt necesare sensibilitate ridicată și durabilitate

Nivelurile de NO sunt în jur de 100-2000 ppm (părți per milion) si nu₂ 20–200 ppm într-un interval de 1–10% O₂. Senzorul trebuie să fie foarte sensibil pentru a detecta aceste niveluri.

Principalele provocări în dezvoltarea senzorilor sunt selectivitatea, sensibilitatea, stabilitatea, reproductibilitatea, timpul de răspuns, limita de detectare și costul. În plus, datorită mediului dur de ardere, debitul mare de gaz poate răci senzorul, ceea ce modifică semnalul sau poate delamina electrozii în timp și funingine particulele pot degrada materialele.

Una dintre provocările majore cu care se confruntă astfel de senzori de gaz este umiditatea. Efectul relativ asupra răspunsului semnalului este foarte subiectiv pentru tipul de senzor. Senzorii electrochimici sunt în cea mai mare parte imuni la efectul de umiditate, deoarece moleculele de apă ajută la reglarea concentrației de electrolit, dar expunerea pe termen lung la gaz uscat poate reduce concentrația de solvenți a electrolitului. A fost observată o mare sensibilitate încrucișată la senzorii de gaz datorită asemănării mecanismului de schimb de electroni între gazele țintă și moleculele de apă.