Каждый сенсор - это маленький химический организм. Он дышит, реагирует, устает и иногда даже «задыхается». И если убрать из среды кислород, то для некоторых сенсоров это всё равно что выключить свет - реакции просто перестают идти. Разберёмся, почему так происходит.

Как работает сенсор

Большинство промышленных сенсоров (особенно электрохимических и термокаталитических) устроены так, что измерение газа - это результат химической реакции. Газ попадает внутрь чувствительного элемента, вступает в реакцию на электроде, и в результате появляется электрический сигнал.

В электрохимических сенсорах, например, реакция всегда идёт в присутствии кислорода - именно он участвует в обмене электронов, замыкая внутреннюю электрическую цепь. Без кислорода - нет цепи, нет реакции, нет показаний.

Почему кислород так важен

1. Электрохимические сенсоры.
   
   Эти сенсоры измеряют концентрацию газа по току, возникающему в результате химической реакции. Кислород в них - не просто фон, а участник процесса. Он нужен для поддержания потенциалов на электродах.
   
   Если газа-окислителя нет, электрод перестаёт восстанавливаться, и реакция «замирает». Это как пытаться дышать без воздуха.
   
2. Каталитические сенсоры (термокаталитические).
   
   Они работают по принципу сгорания горючего газа на нагретом чувствительном элементе. Но для горения нужен кислород. Если его нет - топливо не воспламенится, а сенсор покажет ноль, даже если концентрация горючего зашкаливает.
   
3. Инфракрасные и фотоионизационные сенсоры.
   
   Эти типы более устойчивы - им кислород не нужен для работы. Они измеряют физические свойства газа (поглощение света, ионизацию и т. д.). Но даже у них без вентиляции и нормальной циркуляции воздуха может начаться застой газа, что приведёт к искажению данных.
   

Что происходит, если кислорода нет

Когда сенсор оказывается в «безвоздушной» среде, в нём происходят неприятные процессы:

• Электрохимические элементы «замыкаются» и деградируют;
• Каталитические элементы остывают и перестают быть активными;
• Баланс внутренней электрохимии нарушается, и сенсор начинает дрейфовать - то есть показывать неверные значения даже после возвращения в нормальные условия.

Некоторые сенсоры после такого «удушья» восстанавливаются, но не всегда полностью. Особенно страдают модели, рассчитанные на низкие концентрации - им просто не хватает внутреннего запаса кислорода.

Как понять, что сенсор задохнулся

• показания «залипли» на нуле или стали нелогичными;
• прибор долго восстанавливается после включения;
• при поверке или калибровке отклонения превышают допуск;
• появляется нестабильность показаний при повторных измерениях.

Если вы наблюдаете такие симптомы - скорее всего, сенсор пережил кислородное голодание.

Как избежать проблем

• Не храните сенсоры в герметичных контейнерах без доступа воздуха.
• Не калибруйте приборы в среде с пониженным содержанием O2, если этого не требует методика.
• Следите за сроками службы - особенно у электрохимических сенсоров, где электролит со временем истощается.
• При длительном хранении - используйте транспортировочные колпачки и держите при комнатной температуре.

Рекомендации по обращению с электрохимическими и каталитическими сенсорами изложены в:

• ГОСТ 8.586.1–5–2005 (Методы и средства измерений содержания компонентов в газовых смесях)
• ГОСТ Р 8.625–2006 (ГСИ. Газоанализаторы. Методы и средства поверки)
• ISO 26142:2010 «Hydrogen detection apparatus — Stationary applications»

Можно сказать просто: без кислорода сенсор теряет «дыхание».

Поэтому, если ваш прибор внезапно «замолчал» в инертной атмосфере - дело, скорее всего, не в электронике, а в химии.

Даже самые умные сенсоры не умеют работать без того, что делает возможной жизнь - без воздуха.