德国EC Sense甲醛HCHO电化学气体传感器的技术解析与应用领域

德国EC Sense甲醛HCHO电化学气体传感器的技术解析与应用领域

HCHO甲醛气体特性

HCHO是一种无色、有刺激性气味的气体，是一种有机物，化学式为CH2O。甲醛在常温常压下为无色气体，有强烈的刺激性气味。甲醛会和空气中的氧气和氮气发生反应，产生二氧化碳和水。甲醛是一种强还原剂，可以与很多物质发生反应。

甲醛是一种有害物质，对人体有毒害作用。长期接触甲醛会引起呼吸系统、神经系统和免疫系统等方面的疾病。对于敏感人群，如小孩、老人和哮喘患者等，甲醛可能会引发过敏反应，造成严重的健康问题。因此，在室内空气质量监测中，甲醛是需要重点关注的有害气体之一。

HCHO甲醛气体的TLV与中毒反应：

HCHO甲醛的TLV（Threshold Limit Value）为0.3ppm，即每立方米空气中甲醛浓度不得超过0.3ppm。长期接触高浓度HCHO甲醛会对人体造成不同程度的危害，如眼、鼻、喉部刺激、头痛、头晕、恶心、呕吐等，可能也会导致慢性呼吸道疾病、神经系统疾病、免疫系统疾病等。对于敏感人群，如儿童、老年人、哮喘患者等，更容易引发过敏反应，造成严重健康问题。

HCHO甲醛气体的室内空气标准：

1. GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》规定：甲醛浓度不得超过0.10毫克/立方米。
2. 世界卫生组织(WHO)建议：空气中甲醛浓度不应超过0.08毫克/立方米。
3. 美国环境保护局（EPA）建议：室内空气中甲醛浓度应低于0.1ppm。
4. 欧盟室内空气质量标准：甲醛浓度不得超过0.1毫克/立方米。

固态电化学HCHO甲醛气体传感器工作原理

传感器采用三电极设计，可以连续进行气体浓度测量，传感器主要由三电极系统(工作电极, 对电极, 参比电极)、固态电解质组成，并在恒电位下工作，被气体通过扩散孔到达传感器的工作电极，在电极的多孔微观表面发生电化学氧化或还原反应，反应的质子通过聚合物电解质迁移到对电极，电流信号大小与被测气体浓度成正比。由第一菲克定律表示：i = nFDC因此，流过的电流与目标气体的浓度成正比，参比电极与恒电位仪保持电位恒定。

传感器优点与特性

1. 灵敏度高：可检测PPB级浓度，最低可达1ppb；
2. 快速响应快速回零：传感器响应时间可在3秒以内，T90<30s；
3. 抗干扰能力强：可有效检测复杂家居环境下的HCHO甲醛含量，对酒精、异味及其他VOC气体有更好的抗干扰能力，确保甲醛气体检测精度；
4. 寿命更长：采用非消耗型固态电解质技术，家居环境下5年以上寿命，长期使用灵敏度衰减小；
5. 微小尺寸：可实现多参数集成设备应用，便携可穿戴设备集成；
6. 智能算法补偿：通过对环境中的温湿度变化数据采集，对传感器进行有效的算法自动补偿，确保精准检测；
7. 温度范围：可在-40°C~55°C环境下正常工作；
8. 线性度高：全量程线性测量，满足高精度<±5%FS

输出信号多样化选择

1. TTL UART Modbus RTU，I2C, SPI；
2. 4-20mA, RS-485, Wifi, LoRa, 4G；

HCHO传感器主要应用领域有那些？

1. 家居装修：甲醛是家居装修中的重要有害气体之一，甲醛检测可以帮助消费者了解室内空气质量，选择好的家居材料和装修方案，减少室内甲醛含量，保障家人健康。
2. 办公场所：办公室内大量使用的复印机、打印机、胶水等都会释放甲醛，甲醛检测可以帮助企业保障员工健康。
3. 学校教室：学校教室内装修材料，课桌教具等都会释放不同程度的甲醛气体，实时监测甲醛气体可以帮助学校保障学生健康，提高学生学习效率。
4. 家具工厂车间：家具的生产过程会大量使用胶水、粘合剂、涂料等会释放大量甲醛，检测甲醛可以有效控制甲醛超标，同时帮助企业保障工人健康，提高生产效率。
5. 车内空气：汽车内装修材料、皮革、橡胶等物质，装饰过程用到的粘合剂，空调过滤器等都可能含有甲醛，实时监测甲醛可以帮助车主了解车内空气质量，采取净化通风措施。
6. 实验室：高校或科研机构在做甲醛相关研究测试时，通过监测试验过程甲醛浓度，可实时掌握甲醛含量确保试验数据的准备控制。
7. 空气净化器：在室内空气净化过程中，对设备的净化效果监测，保障室内空气质量。
8. 医疗器械：医疗器械的低温消毒，防腐等，用于监测空气中的甲醛残留，保障空气健康。