Izazovi senzora dušikovog oksida

Surovo okruženje

Zbog visoke temperature okoline za izgaranje, mogu raditi samo određene vrste materijala na mjestu. Većina NEx razvijeni senzori su napravljeni od keramika tip metalnih oksida, a najčešći su yttria-stabilizovan cirkonij (YSZ), koji se trenutno koristi u decenijama starom senzor kiseonika. YSZ se sabija u gustu keramiku i provodi ione kiseonika (O²⁻) na visokim temperaturama ispušne cijevi kao što je 400 °C i više. Da biste dobili signal od senzora, par visokotemperaturnih elektroda kao što su plemeniti metali (platina, zlato, ili paladijum) ili drugi metalni oksidi se stavljaju na površinu i električni signal kao što je promjena napona ili struje mjeri se kao funkcija NEx koncentracija.

Potrebna je visoka osjetljivost i izdržljivost

Nivoi NO su oko 100-2000 ppm (dijelova na milion) i NE₂ 20–200 ppm u rasponu od 1–10% O₂. Senzor mora biti vrlo osjetljiv da bi uhvatio ove nivoe.

Glavni izazovi u razvoju senzora su selektivnost, osjetljivost, stabilnost, reproduktivnost, vrijeme odziva, granica detekcije i cijena. Osim toga, zbog teškog okruženja sagorijevanja, velika brzina protoka plina može ohladiti senzor koji mijenja signal ili može vremenom odložiti elektrode i čađ čestice mogu degradirati materijale.

Jedan od najvećih izazova sa kojima se susreću takvi senzori za gas je vlažnost. Relativni efekat na odziv signala je veoma subjektivan u odnosu na tip senzora. Elektrohemijski senzori su uglavnom imuni na efekat vlage jer molekule vode pomažu u regulaciji koncentracije elektrolita, ali dugotrajno izlaganje suvom gasu može smanjiti koncentraciju rastvarača u elektrolitu. Visoka količina unakrsne osjetljivosti primijećena je kod senzora plina zbog sličnosti u mehanizmu izmjene elektrona između ciljnih plinova i molekula vode.