电化学传感器（6）---电流型气体传感器（AGS）中的气体扩散和限制电流

MEM4 电流型气体传感器（AGS）中的气体扩散和限制电流

1.  气体扩散的两种限制

         为了获得气体浓度和ags产生的电流之间的线性关系，气体向检测（工作）电极的扩散必须是检测机制内所有发生过程的限制过程。因此从气体样本到传感器单元内部的气体扩散受到障碍物的限制。

         存在两种主要类型的气体扩散屏障：毛细管和多孔膜。取决于阻挡层的类型，因此取决于气体分子的平均自由程，气体扩散的两个限制是有区别的：

l  正常扩散或毛细管扩散

l  努森扩散

         在正常扩散状态下，毛细管直径（d）比气体分子的平均自由程（λ）大得多，而相反在knudsen扩散方式下，孔的直径比平均自由程小得多。

         结果，气体分子通过毛细管的扩散在前一种情况下由气体分子本身之间的相互作用支配，在后一种情况下由气体分子与孔壁之间的相互作用支配。这自然会影响通过毛细管的气体分子的通量，从而影响ags的极限电流。

         对于毛细管型ags，通常处理正常扩散（因此也被称为毛细管型扩散），而对于膜型ags，应用knudsen扩散。

         在计算ags的极限电流时，必须记住一个重要的假设。假定活性物质扩散到感测电极是ags反应过程中的速率确定步骤。即流经整个毛细管的每个活性气体分子立即在感测电极处被消耗（通过氧化或还原）。没有广告和解吸效果，也没有任何饱和效应会有影响。

2.  正常扩散（毛细管型扩散）

         气体分子和毛细管壁之间的碰撞可以忽略不计，利用菲克第一定律扩散，活性物质通过毛细管的通量导致：

后面的公式不懂了