Výzvy senzoru oxidu dusíku

Drsné prostředí

Vzhledem k vysoké teplotě spalovacího prostředí mohou fungovat pouze určité druhy materiálů in situ. Většina NEx vyvinuté senzory byly vyrobeny z keramický oxidy kovů typu, přičemž nejběžnější jsou yttria-stabilizovaný zirkonia (YSZ), který se v současné době používá v desítkách let senzor kyslíku. YSZ je zhutněn do husté keramiky a vede kyslíkové ionty (O^2-) při vysokých teplotách výfuku, jako je 400 °C a více. K získání signálu ze senzoru slouží dvojice vysokoteplotních elektrod, jako jsou ušlechtilé kovy (platina, zlatonebo palladium) nebo jiné oxidy kovů jsou umístěny na povrch a elektrický signál, jako je změna napětí nebo proudu, je měřen jako funkce NEx koncentrace.

Vyžaduje vysokou citlivost a odolnost

Hladiny NO se pohybují kolem 100–2000 ppm (Díly na milión) a žádná₂ 20–200 ppm v rozmezí 1–10 % O₂. Senzor musí být velmi citlivý, aby zachytil tyto úrovně.

Hlavními výzvami při vývoji senzorů jsou selektivita, citlivost, stabilita, reprodukovatelnost, doba odezvy, limit detekce a cena. Navíc v důsledku drsného prostředí spalování může vysoký průtok plynu ochlazovat senzor, který mění signál, nebo může časem oddělit elektrody a saze částice mohou materiály znehodnotit.

Jedním z hlavních problémů, kterým takové senzory plynu čelí, je vlhkost. Relativní vliv na odezvu signálu je vysoce subjektivní na typu snímače. Elektrochemické senzory jsou většinou imunní vůči vlivu vlhkosti, protože molekuly vody pomáhají regulovat koncentraci elektrolytu, ale dlouhodobé vystavení suchému plynu může snížit koncentraci rozpouštědla v elektrolytu. U plynových senzorů byla pozorována vysoká míra křížové citlivosti kvůli podobnosti mechanismu výměny elektronů mezi cílovými plyny a molekulami vody.