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Die
Erfindung bezieht sich auf einen elektrochemischen Sensor zum Nachweis
von Cyanwasserstoff, in dessen Gehäuse eine Arbeitselektrode,
eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind.
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Bei
einem elektrochemischen Gassensor gelangt das zu untersuchende Gas
typischerweise von der Atmosphäre
in das Sensorgehäuse
durch eine für Gas
durchlässige
oder permeable Membran zu einer Arbeitselektrode, mitunter Meßelektrode
genannt, wo sich eine chemische Reaktion ereignet. Eine komplementäre chemische
Reaktion ereignet sich an der zweiten Elektrode, bekannt als Gegenelektrode
oder als Hilfselektrode. Der elektrochemische Sensor produziert
ein analytisches Signal mittels Generierung eines Stroms, der direkt
durch die Oxidation oder Reduktion des zu analysierenden Gases (das
ist das nachzuweisende Gas) an der Arbeitselektrode und Gegenelektrode
entsteht. Eine umfassende Abhandlung über elektrochemische Gassensoren
wird zudem in Cao, Z. und Stetter, J. R.; „The Properties and Applications
of Arnperometric Gas Sensors",
Elektroanalysis, 4 (3), 253 (1992), wiedergegeben, dessen Offenbarung
durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Um
als elektrochemischer Sensor verwendbar zu sein, muss die Kombination
einer Arbeits- und einer Gegenelektrode in der Lage sein, ein elektrisches
Signal zu produzieren, das in Beziehung zu der Konzentration des
zu analysierenden Stoffes steht und ausreichend stark ist, um ein
Signal-Rausch-Verhältnis
zu liefern, das geeignet ist, über
den ganzen interessierenden Bereich zwischen den Konzentrationsniveaus
des zu analysierenden Stoffes zu unterscheiden. Der Stromfluss zwischen der
Arbeitselektrode und der Gegenelektrode muss im interessierenden
Konzentrationsbereich messbar proportional zu der Konzentration
des zu analysierenden Gases sein.
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Zusätzlich zu
der Arbeits- und Gegenelektrode weist ein elektrochemischer Gassensor
oftmals eine dritte Elektrode auf, die als Bezugselektrode bezeichnet
wird. Eine Bezugselektrode wird benutzt, um die Arbeitselektrode
bei einer bekannten Spannung oder einem Potential zu halten. Die
Bezugselektrode sollte physikalisch und chemisch im Elektrolyten
stabil sein und den niedrigsten möglichen Strom führen, um
ein konstantes Potential zu halten.
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Die
elektrische Verbindung zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode
wird durch den Elektrolyten aufrechterhalten. Die grundlegende Funktionen
des Elektrolyten sind: effizienter Transport des Ionenstroms, Lösen des
zu analysierenden Gases, die Reaktionen an der Gegen- und Arbeitselektrode
zu unterstützen
und ein stabiles Bezugspotential mit der Bezugselektrode auszubilden.
Die wesentlichen Kriterien für
einen Elektrolyten schließen folgendes
ein: elektrochemische Inertheit, ionische Leitfähigkeit, chemische Inertheit,
Temperaturstabilität,
geringe Kosten, geringe Toxizität,
geringe Entzündlichkeit
und geeignete Viskosität.
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Im
allgemeinen stellen die Elektroden einer elektrochemischen Zelle
eine Oberfläche
bereit, an der eine Oxidations- oder Reduktionsreaktion abläuft, wodurch
sich ein Mechanismus ergibt, bei dem die ionische Leitung der Elektrolytlösung mit
der Elektronenleitung der Elektrode gekoppelt ist, um einen vollständigen Stromkreis
für den
Strom zu bilden.
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Der
durch die Zellreaktionen, die durch den zu analysierenden Stoff
bewirkt wird, der elektrochemischen Zelle erwachsende messbare Strom
ist direkt proportional zur Reaktionsgeschwindigkeit. Daher wird
vorzugsweise eine hohe Reaktionsrate in der elektrochemischen Zelle
gehalten. Aus diesem Grund weist die Gegenelektrode und/oder die
Arbeitselektrode der elektrochemischen Zelle einen geeigneten Elektrokatalysator
an der Oberfläche
auf, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Wenn die Reaktionsrate
in einer der Halbzellenreaktionen behindert wird, was zu einem geringen
Stromdichteaustausch führt,
kann der Gleichgewichtsstrom der elektrochemischen Zelle während der
Messung leicht gestört
werden. Eine derartige Abweichung kann zu unerwünschte Nebenreaktionen und/oder
einem nichtlinearen Verhalten im Bereich der zu bestimmenden Konzentration,
die angezeigt werden soll, führen.
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Der
Typ, die Geschwindigkeit und die Effizienz der chemischen Reaktionen
in einem elektrochemischen Gassensor werden zum wesentlichen Teil durch
das oder die zur Herstellung der Arbeitselektrode und Gegenelektrode
verwendete(n) Material(ien) bestimmt. Tatsächlich wurden ausgedehnte Forschungsbemühungen aufgewandt,
um verbesserte Arbeitselektroden, Gegenelektroden und im allgemeinen
elektrochemische Systeme zu entwickeln. Vgl. unter Cao.
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Im
Fall von elektrochemischen Sensoren für den Nachweis von Cyanwasserstoff
(HCN) waren diese Anstrengungen von begrenztem Erfolg. In dieser
Hinsicht leiden derzeit erhältliche
elektrochemische Sensoren für
den Nachweis von HCN unter einer Anzahl von wesentlichen Nachteilen,
wie hoher Basislinienstrom, erhebliche und nicht vorhersehbare Empfindlichkeit
gegenüber
Temperaturänderungen, Anfälligkeit
für Störungen durch
oder sich kreuzende Empfindlichkeit mit anderen Gasen als HCN.
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Die
aus
EP 0 064 337 A1 und
GB 2 158 250 A vorbekannten
Sensoren dieser Bauart lehren die Verwendung einer Silber/Silberchlorid-Gegenelektrode,
die hinsichtlich der Geschwindigkeit und der Effizienz der chemischen
Reaktionen im elektrochemischen Gassensor nachteilig ist.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen elektrochemischen Sensor
zum Nachweis von Cyanwasserstoff zu entwickeln, der die genannten
Nachteile mindert oder weitgehend beseitigt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen elektrochemischen Sensor für den Nachweis
von Cyanwasserstoff bereit, der ein Gehäuse umfasst, in dem eine Arbeitselektrode,
eine Bezugselektrode und eine Gegenelektrode angeordnet sind. Die
elektrochemisch aktive Oberfläche
der Arbeitselektrode enthält
Silber. Die elektrochemisch aktive Oberfläche der Bezugselektrode enthält gesintertes
Silbermetallpulver. Eine elektrische Verbindung zwischen der Arbeitselektrode
und der Gegenelektrode wird mittels eines im Gehäuse befindlichen organischen
Elektrolyten gehalten, der eine Lösung von Propylencarbonat,
Triethanolamin und Tetraethylammoniumperchlorat aufweist.
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Die
Erfindung lehrt die Verwendung von gesintertem Silbermetallpulver
als Bestandteil der elektrochemisch aktiven Oberfläche der
Bezugselektrode. Dies resultiert in einer Silber/Silberoxid-Bezugselektrode,
so dass keine Chloridionen im erfindungsgemäßen Gassensor enthalten sind.
Ferner lehrt die Erfindung die Verwendung eines organischen Elektrolyten,
der eine Lösung
von Propylencarbonat, Triethanolamin und Tetraethylammoniumperchlorat aufweist.
Dies führt
zu einer höheren
Geschwindigkeit und Effizienz der chemischen Reaktionen im erfindungsgemäßen Gassensor.
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Die
US 5,173,166 lehrt zwar
die Verwendung von Edelmetallpartikeln, z. B. Silberpartikeln, als Elektrodenbeschichtung,
jedoch ist keine Bezugselektrode vorhanden. Die
US 4,500,391 lehrt zwar die Verwendung
von Edelmetall als leitfähiges
Pulver für die
Elektrodenbeschichtung, jedoch wird Silber nicht erwähnt. Auch
ist aus
GB 2177214 A und
WO 92/00400 A1 der
Einsatz von Bezugselektroden in der Elektrochemie bekannt. Im gesamten
bekannten Stand der Technik wird die Verwendung von gesintertem
Silbermetallpulver als Elektrodenmaterial nicht erwähnt.
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Der
elektrochemische Gassensor weist ferner vorzugsweise einen Stromkreis
auf, um die Arbeitselektrode bei einem Potential im Bereich von
ungefähr
+40 mV bis ungefähr –40 mV gegenüber der gesintertes
Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode zu halten (das Betriebspotential
ist im Bereich von ungefähr –40 mV bis
+40 mV relativ zur Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode).
Es wird stärker
bevorzugt, die Arbeitselektrode bei einem Potential im Bereich von
ungefähr
+20 mV bis ungefähr –20 mV gegenüber der
Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode zu halten. Höchst bevorzugt
ist es, die Arbeitselektrode bei einem Potential von ungefähr 0 mV
gegenüber
der Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode zu halten.
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Obwohl
die Zusammensetzung der elektrochemisch aktiven Oberfläche der
Gegenelektrode im allgemeinen jedes geeignete Material einschließen kann,
weist die elektrochemisch aktive Oberfläche der Gegenelektrode vorzugsweise
Silber auf.
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Die
vorliegende Erfindung stellt zudem ein Verfahren zur Verwendung
des erfindungsgemäßen elektrochemischen
Sensors bereit, der eine Arbeitselektrode mit einer elektrochemisch
aktiven Oberfläche,
die Silber enthält,
und eine Bezugselektrode mit einer elektrochemisch aktiven Oberfläche, die
gesintertes Silbermetallpulver enthält, zum Nachweis von Cyanwasserstoff
besitzt. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- a) Aufrechterhalten der elektrischen Verbindung zwischen der
Arbeitselektrode und der Gegenelektrode durch einen organischen
Elektrolyten, der eine Lösung
von Propylencarbonat, Triethanolamin und Tetraethylammoniumperchlorat
aufweist,
- b. Plazierung des elektrochemischen Gassensors in einer Cyanwasserstoff
enthaltenden Umgebung mit kommunizierender Verbindung mit der Umgebung,
so dass der Cyanwasserstoff an der Arbeitselektrode reagieren kann,
und
- c. Messung des Stromflusses zwischen der Arbeitselektrode und
der Gegenelektrode, um eine Messung der Konzentration von Cyanwasserstoff in
der Umgebung zu erhalten.
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Das
Verfahren weist ferner vorzugsweise folgenden Schritt auf:
- d. Halten der Arbeitselektrode bei einem Potential im
Bereich von ungefähr
+40 mV bis ungefähr –40 mV gegenüber der
gesintertes Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles eines elektrochemischen Sensors
zum Nachweis von Cyanwasserstoff näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
vereinfachte, schematische und geschnittene Darstellung des Ausführungsbeispiels des
elektrochemischen Gassensors,
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2 eine
perspektivische Ansicht der Ausführungsform
einer Gegenelektrode,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Ausführungsform
einer Bezugselektrode,
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4 die
Meßwerte
des elektrochemischen Gassensors in Anwesenheit von Cyanwasserstoffgas
und
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5 einen
Vergleich zwischen dem Basislinienstrom des elektrochemischen Gassensors
gemäß der vorliegenden
Erfindung und dem eines elektrochemischen Sensors, der eine Silberarbeitselektrode,
eine Platinbezugselektrode und eine Platingegenelektrode aufweist,
als Funktion der Temperatur.
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Wie
in
1 dargestellt, weist der elektrochemische Sensor
1 zum
Nachweis von Cyanwasserstoff ein Gehäuse
5 auf, das eine
Arbeitselektrode
10, eine Bezugselektrode
20 und
eine Gegenelektrode
30 einschließt. Beim Herstellen von elektrochemischen
Sensoren
1 zum Nachweis von Cyanwasserstoff für die Verwendung
in den vorliegenden Untersuchungen wurde zuerst ein poröser Abstandshalter
35 (wick)
oder ein anders gearteter Abstandshalter in dem Gehäuse
5 plaziert.
Die Gegenelektrode
30 wurde anschließend in dem Gehäuse
5 plaziert.
Ein poröser
Abstandshalter
40 (wick) wurde anschließend in dem Gehäuse
5 angeordnet,
gefolgt von der Bezugselektrode
20. Ein poröser Abstandshalter
50 (wick)
wurde nachfolgend in dem Gehäuse
5 plaziert, gefolgt
von der Arbeitselektrode
10. Eine detaillierte Abhandlung über eine
bevorzugte Anordnung eines elektrochemischen Gassensors
1,
einschließlich
der Verbindungen der elektrischen Anschlüsse, ist im
US Patent Nr. 5,338,429 dargestellt,
dessen Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Nach
der Anordnung der Arbeitselektrode 10 in dem Gehäuse 5 wurde
der Umfang der Arbeitselektrode 10 heiß mit dem Gehäuse 5 versiegelt.
Der Innenraum des Gehäuses 5 wurde
anschließend
mit einem organischen Elektrolyten durch die Öffnung 70 befüllt. Nach
dem Füllen
des Innenraums des Gehäuses 5 mit
einem Elektrolyten wurde die Öffnung 70 versiegelt,
vorzugsweise mittels Heißversiegeln
unter Verwendung einer Diffusionsbarriere, durch die Gas hindurchtreten
kann, aber durch die der organische Elektrolyt im wesentlichen nicht
hindurchgelangen kann. Ein Beispiel einer Diffusionsbarriere, die für die Verwendung
nach vorliegender Erfindung geeignet ist, stellt ZintexB-Film dar.
Zintex ist von W. L. Gore and Associates, Inc. erhältlich.
Eine detaillierte Abhandlung über
Diffusionsmembranen, die für
die Verwendung mit organischen Elektrolyten bevorzugt werden, findet
sich in der US-Patentanmeldung
Nr. 08/617,504 mit dem Titel „Electrochemical
Gas Sensor With a Non-Aqueos Electrolyte System", angemeldet am 15. März 1996,
deren Offenbarung durch Bezugnahme hierin mit aufgenommen wird.
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Abstandshalter 40 und 50 (wicks)
dienen zur Verhinderung von physischem Kontakt der Elektroden, wobei
dem flüssigen
Elektrolyten der Kontakt zu den Elektroden ermöglicht wird und so die ionische Verbindung
zwischen der Arbeitselektrode 10 und der Gegenelektrode 30 herstellt.
Der bei den vorliegenden Untersuchungen in dem elektrochemischen Cyanwasserstoffsensor 1 verwendete
Elektrolyt war eine Lösung
von Propylencarbonat, Triethanolamin und Tetraethylammoniumperchlorat.
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Die
elektrochemisch aktive Oberfläche
der Arbeitselektrode 10 weist vorzugsweise Silber (Ag) auf.
Die Arbeitselektrode 10 zur Verwendung in einem elektrochemischen
Sensor bei vorliegenden Untersuchungen wurde vorzugsweise durch
Aufbringen einer Tinte, die Silbermetallpulver und ein feinverteiltes
Teflon®pulver
aufweist, auf eine Zintex®-Membran hergestellt.
Die Tinte kann mittels Siebdruck auf einen GoreTex-Film, wie nach
dem Stand der Technik bekannt, aufgebracht werden. Die Tinte kann
ebenfalls durch Siebdruck, wie nach dem Stand der Technik in Verbindung
mit dem Aufbringen von elektrochemischem Material auf GoreTex®-Filmen bekannt, auf den
Zintex-Film aufgebracht werden. Es wurde gefunden, dass Zintex-Filme
einen guten Träger
für elektrochemisches
Material darstellen. Die Tinte kann ebenso durch manuelle Techniken,
wie nach dem Stand der Technik bekannt, aufgetragen werden. Die
Arbeitselektrode 10 für
die vorliegenden Untersuchungen wurde mittels Siebdruck hergestellt. Die
Bezugselektrode 20 wurde ebenso mittels Siebdruck eines
Silbermetalls auf eine Zintex-Membran hergestellt. Vorzugsweise
ist ein Film eines elektrochemisch aktiven Materials, der eine Stärke im Bereich
von ungefähr
1 mil bis 10 mil (0,025 mm bis 0,25 mm) besitzt, auf den Elektroden
der vorliegenden Erfindung aufgetragen.
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Die
Gegenelektrode 30 zur Verwendung in elektrochemischen Sensoren 1 für vorliegende
Untersuchungen können
ebenfalls durch Auftragen mittels Siebdruck mit einer Tinte hergestellt
werden, die ein geeignetes elektrochemisch aktives Material enthält. Im allgemeinen
ist das bei Gegenelektroden 30 verwendete elektrochemische
Material nicht wichtig. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die elektrochemisch aktive Oberfläche der Gegenelektrode 30 auch
Silber auf. Im Fall von Silber werden die Gegenelektroden für die vorliegenden
Untersuchungen vorzugsweise durch Auftragen einer Tinte mittels Siebdruck
hergestellt, die Silberpulver und Teflonpulver enthält, auf
einer Zintex-Membran, wie oben für die
Arbeitselektrode 10 und Bezugselektrode 20 erörtert.
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Nach
dem Aufbringen eines Films auf die Gegenelektrode
30 und
die Bezugselektrode
20, wie oben beschrieben, werden die
Filme gesintert, um das elektrochemisch aktive Material auf dem
Substrat Zintex zu fixieren, wie in dem
US Patent 4,790,925 in Verbindung
mit anderen Substratmembranen beschrieben, dessen Offenbarung durch
Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Wie
in 1 und 2 dargestellt, ist die Gegenelektrode 30 vorzugsweise
in der allgemeinen Form eines Kreisrings oder Rings ausgestaltet.
Wie in den 1 und 3 dargestellt,
ist die Bezugselektrode 20 vorzugsweise in einer allgemeinen
kreis förmigen
Form ausgestaltet (das ist die allgemeine Form einer Scheibe). Wie
es dem Fachmann bekannt ist, können
die Gegenelektrode 30, die Bezugselektrode 20 und
die Arbeitselektrode 10 eines elektrochemischen Sensors 1 in
vielen verschiedenen Formen hergestellt werden.
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Vorzugsweise
sind die Arbeitselektrode 10, die Bezugselektrode 20 und
die Gegenelektrode 30 aus einer einzigen Membran nach dem
Sintern des Silbers darauf ausgeformt. Das Ausformen der Arbeitselektrode 10,
der Bezugselektrode 20 und der Gegenelektrode 30 aus
derselben Membran reduziert Oberflächenabweichungen zwischen den
Elektroden und verbessert die Sensorwirksamkeit. Im Fall der Elektroden
nach den 1 bis 3 können die Gegenelektrode 30 und
die Bezugselektrode 20 gleichzeitig durch einfaches Stanzen
oder Ausschneiden der scheibenförmigen
Bezugselektrode 20 aus der Mitte einer größeren scheibenförmigen Membran
hergestellt werden, wodurch gleichzeitig die ringförmige Gegenelektrode 30 ausgebildet
wird.
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Typischerweise
werden elektrochemische Sensoren vor deren Verwendung einer cook-down oder
equilberation-Phase ausgesetzt, um eine stabile und niedrige Basislinie
zu erhalten. Während
der cook-down oder Äquilibrierungs-Phase
wird der elektrochemische Sensor bei Umgebungsbedingungen gelagert
und für
eine definierte Zeitdauer bei dem Betriebspotential gehalten. Während das
am meisten bevorzugte Betriebspotential des elektrochemischen Cyanwasserstoffsensors 1 vorzugsweise
bei ungefähr
0 mV gegenüber
der Silberbezugselektrode ist, wird die Arbeitselektrode 10 einfach
bei einem Potential von ungefähr
0 mV gegenüber
der Silberbezugselektrode 20 unter Kurzschließen von
Arbeitselektrode 10 und Bezugselektrode mittels eines externen Kurzschlußclips gelagert.
Eine cook-down-Phase ist daher unnötig. Ein im Wesentlichen stabiler
Basislinienstrom im Bereich von ungefähr –0,05 μA bis ungefähr +0,05 μA wird mit den elektrochemischen
Cyanwasserstoffsensoren 1 erhalten.
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Die
Ansprechzeit und das Ansprechzeitverhältnis (response time ratio
(RTR)) sind ein empirisches Maß für die Geschwindigkeit
des Ansprechens eines Sensors und wesentlich davon abhängig, in welcher
Weise der Test durchgeführt
wird (zum Beispiel von der Länge
des Tests und/oder der Zeit bei welcher der Sensor 100% seine Schlußmeßwertes erreicht).
In den vorliegenden Untersuchungen basierte die Ansprechzeit und
das RTR auf einem 10 minütigen
Ausgesetztsein gegenüber
einem Testgas. Das RTR wurde durch dividieren (i) des Sensormesswertes
nach einer (1) Minute des Aussetzens gegenüber Cyanwasserstofftestgas
durch den Sensormesswert nach zehn (10) Minuten des Aussetzen gegenüber dem
Cyanwasserstofftestgas ermittelt. Basierend auf einem Zehn-Minuten-Test
ist das RTR außerdem
der Prozentsatz des letzten Ansprechens (Ansprechen oder Messwert,
der nach 10 Minuten erhalten wird), der in einer Minute erhalten
wird. Die Ansprechzeit wird im allgemeinen als die 90% Ansprechzeit
(t90) tabelliert, wenn es nicht anders angezeigt ist. Die t90 Ansprechzeit
ist die Zeit in Sekunden, die der Sensor benötigt, um zu 90% des Ansprechens
oder des Messwerts zu gelangen, der nach 10 Minuten des Ausgesetztseins
gegenüber
dem Testgas erhalten wird. Die Empfindlichkeit (in Einheiten von μA/ppm HCN)
wurde als Sensormesswert nach 10 Minuten des 1 Ausgesetztseins gegenüber dem Cyanwasserstoff
festgelegt.
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Die
vorliegenden Untersuchungen wurden unter Kontrolle eines Computers
durchgeführt,
bei dem zwanzig Sensoren gleichzeitig getestet werden können. Eine
Basislinienstromanzeige für
jeden Sensor wurde als der Messwert nach 10 minütigem Ausgesetztsein gegenüber Luft
festgesetzt (0 ppm Cyanwasserstoff). Zum Testen der Cyanwasserstoffkonzentration
wurde erst Luft auf den elektrochemischen Sensor 1 für eine Zeitdauer
einwirken gelassen, gefolgt von dem Einwirken von Luft mit einer
bekannten Konzentration (zum Beispiel 15 ppm Cyanwasserstoff) von
Cyanwasserstoff für
eine Zeitdauer.
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Alle
Sensorzellen der Untersuchungen hatten eine einzige Einlaßöffnung mit
einem 0,188 inch Durchmesser, um das Testgas in die Sensorzellen gelangen
zu lassen. Ein durchschnittlicher Messwert von ungefähr 0.13 μA/ppm wurde
unter diesen Experimentalbedingungen erhalten. Wie es jedem Durchschnittsfachmann
bekannt ist, kann die Empfindlichkeit durch Vergrößerung des
Gesamtoberflächenbereichs
von derartigen Einlassöffnungen,
um mehr Gas in die Sensorzelle gelangen zu lassen, gesteigert werden.
Es wurde gefunden, dass die elektrochemischen Sensoren der vorliegenden
Erfindung ein Signal-Rausch-Verhältnis
aufweisen, das zum Messen von Konzentrationen von Cyanwasserstoff mindestens
so gering wie 0.5 ppm geeignet ist.
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Es
wurde gefunden, dass die elektrochemischen Sensoren der vorliegenden
Erfindung ein im wesentlichen lineares Signal über mindestens den Bereich
von ungefähr
0 bis 50 ppm Cyanwasserstoff liefern. Jedoch wurden Konzentrationen
größer als 50
ppm nicht untersucht. Es wurde gefunden, dass die Ansprechzeit des
vorliegenden Sensors geringer ist als ungefähr 10 Sekunden bis 90%. Ein
RTR von etwa 0,95 wurde ermittelt.
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Die 4 zeigt
die Messwerte eines elektrochemischen Sensors der vorliegenden Erfindung
in der Gegenwart von Cyanwasserstoff bei einem Betriebspotential
von 0 mV gegenüber
der Silbermetallpulver enthaltenden Bezugselektrode. Die Bezugselektrode
und die Arbeitselektrode werden aus pulverisiertem Silber mit einer
geringen spezifischen Oberfläche
hergestellt, das eine Partikelgröße von 4
bis 7 microns aufweist (erhältlich
von ALFA-Ventron mit der ALFA-Ventron Art. Nr. 11402). In der Untersuchung
gemäß 4 wurde
der elektrochemische Sensor einem Lufttestgas ausgesetzt. Zur Zeit
T1 wurde Cyanwasserstoff in einer Konzentration von ungefähr 11 ppm
in das Probengas eingeleitet. Die Zuführung von Cyanwasserstoff wurde
zur Zeit T2 unterbrochen. 20 Cyanwasserstoff in einer Konzentration
von 8 ppm wurde zur Zeit T3 in das Probengas eingeleitet und später zur
Zeit T4 unterbrochen.
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Anders
als bei derzeit erhältlichen
Sensoren zum Nachweis von Cyanwasserstoff, wurde jedoch gefunden,
dass die Sensoren der vorliegenden Erfindung gegenüber kurzzeitigen Änderungen
der Temperatur relativ unempfindlich sind. In dieser Hinsicht zeigten
frühere
Cyanwasserstoffsensoren eine sofortige Änderung des Sensormesswerts
als das Ergebnis von Temperaturänderungen.
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In 5 wird
der Output von zwei elektrochemischen Gassensoren der vorliegenden
Erfindung, in denen die elektrochemisch aktive Oberfläche der
Arbeitselektrode, der Bezugselektrode und der Gegenelektrode Silber
(Ag/Ag/Ag) aufweist, mit zwei elektrochemischen Gassensoren verglichen,
in denen die elektrochemisch aktive Oberfläche der Arbeitselektrode Silber
aufweist und die elektrochemisch aktive Oberfläche von jeder Bezugselektrode und
Gegenelektrode Platin (Ag/Pt/Pt) aufweist.
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Die
Ergebnisse von verschiedenen Störungsuntersuchungen
sind nachstehend in Tabelle 1 dargestellt. Die Daten für jedes
störende
Gas korrespondieren mit dem Sensormeßwert (das ist die angezeigte
Konzentration von Cyanwasserstoff in ppm) unter Einwirkung von 10
ppm des störenden
Gases auf den Sensor. Die Ergebnisse zeigen, daß der vorliegende Sensor weniger
anfällig
ist für
falsche Werte, die aus der Anwesenheit der untersuchten störenden Gase
erwachsen, als bisherige Cyanwasserstoffsensoren.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im einzelnen in Verbindung mit den obigen
Beispielen beschrieben wurde, ist es zu verstehen, daß das Einzelnen
lediglich genannten Zweck dient und Variationen von Fachleuten ohne
den Geist der Erfindung gemacht werden können, außer wie es durch die nachfolgenden
Ansprüche
begrenzt sein mag.
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