Capteur ampérométrique

Les capteurs électrochimiques réagissent avec l’analyte et produisent un signal électrique. La plupart des capteurs de gaz électrochimiques sont des capteurs ampérométriques, qui génèrent un courant linéairement proportionnel à la concentration du gaz. Le principe des capteurs ampérométriques est la mesure de la relation courant-potentiel dans une cellule électrochimique où l’équilibre n’est pas établi. Le courant est quantitativement lié à la vitesse du processus électrolytique à l’électrode de détection (également appelée électrode de travail) dont le potentiel est généralement maintenu constant à l’aide d’une autre électrode (appelée électrode de référence).


Principe de fonctionnement

Un capteur de gaz électrochimique à MEMBRAPOR fonctionne comme suit : Les molécules de gaz cibles qui entrent en contact avec le capteur traversent d’abord une membrane anticondensation qui sert également de protection contre la poussière. Les molécules de gaz diffusent ensuite à travers un capillaire, éventuellement à travers un filtre ultérieur, puis à travers une membrane hydrophobe pour atteindre la structure de surface de l’électrode de détection. Là, les molécules sont immédiatement oxydées ou réduites sur des sites catalytiques actifs, produisant ou consommant des électrons et générant ainsi un courant électrique.

Il est important de noter qu’avec cette approche, la quantité de molécules de gaz entrant dans le capteur est limitée par la diffusion à travers les capillaires. L’optimisation de la voie, en fonction de la plage de mesure souhaitée, permet d’obtenir un signal électrique adéquat.
La conception de l’électrode de détection est cruciale pour obtenir une réactivité élevée vis-à-vis du gaz cible et pour inhiber les réponses indésirables aux gaz interférents. Il s’agit d’un système à trois phases : solide, liquide et gazeuse, toutes impliquées dans la reconnaissance chimique du gaz à analyser. MEMBRAPOR se consacre avec passion à l’adaptation de ce système et à l’obtention de capteurs de gaz de haute performance.
La cellule électrochimique est complétée par une contre-électrode qui équilibre la réaction à l’électrode de détection. Le courant ionique entre la contre-électrode et l’électrode de détection est transporté par l’électrolyte à l’intérieur du corps du capteur, tandis que le chemin du courant est assuré par des fils terminés par des connecteurs à broches.
Un capteur électrochimique comprend généralement une troisième électrode (capteur à 3 électrodes). L’électrode dite de référence sert à maintenir le potentiel de l’électrode de détection à une valeur fixe. À cette fin, et généralement pour le fonctionnement d’un capteur électrochimique, un circuit potentiostatique est nécessaire.


Signal du capteur

Le signal de sortie d’un capteur de gaz MEMBRAPOR correspond à la concentration d’un gaz plutôt qu’à sa pression partielle. Il est donc possible d’utiliser un capteur MEMBRAPOR à différentes altitudes ou même sous terre, indépendamment de la pression atmosphérique à laquelle l’appareil a été calibré.
Une explication plus approfondie et scientifique de la sortie du capteur et de la dépendance à la pression peut être trouvée dans le document MEM4.