Die uitdagings van stikstofoksiedsensor

Harde omgewing

As gevolg van die hoë temperatuur van die verbrandingsomgewing, kan slegs sekere soorte materiaal werk on-site. Die meerderheid van GEENx sensors wat ontwikkel is, gemaak is keramiek tipe metaaloksiede, met die mees algemene wese yttria-gestabiliseer zirconia (YSZ), wat tans in die dekades-oue gebruik word suurstofsensor. Die YSZ word gekompakteer in 'n digte keramiek en gelei suurstofione (O^2-) by die hoë temperature van 'n uitlaatpyp soos by 400 °C en hoër. Om 'n sein van die sensor af te kry, is 'n paar hoë-temperatuur elektrodes soos edelmetale (platinum, goud, of palladium) of ander metaaloksiede word op die oppervlak geplaas en 'n elektriese sein soos die verandering in spanning of stroom word gemeet as 'n funksie van GEENx konsentrasie.

Hoë sensitiwiteit en duursaamheid vereis

Die vlakke van NO is ongeveer 100–2000 dpm (dele per miljoen) en NEE₂ 20–200 dpm in 'n reeks van 1–10% O₂. Die sensor moet baie sensitief wees om hierdie vlakke op te tel.

Die belangrikste uitdagings in die sensorontwikkeling is selektiwiteit, sensitiwiteit, stabiliteit, reproduseerbaarheid, reaksietyd, limiet van opsporing en koste. As gevolg van die harde omgewing van verbranding kan die hoë gasvloeitempo die sensor afkoel wat die sein verander of dit kan die elektrodes met verloop van tyd delamineer en roet deeltjies kan die materiaal afbreek.

Een van die groot uitdagings waarmee sulke gassensors te kampe het, is humiditeit. Die relatiewe effek op seinrespons is hoogs subjektief vir die tipe sensor. Elektrochemiese sensors is meestal immuun teen humiditeitseffek aangesien watermolekules help om die elektrolietkonsentrasie te reguleer, maar langtermynblootstelling aan droë gas kan die oplosmiddelkonsentrasie van die elektroliet verminder. Hoë hoeveelheid kruissensitiwiteit is in gassensors waargeneem as gevolg van ooreenkoms in elektronuitruilmeganisme tussen teikengasse en watermolekules.