[发明专利]电化学气体检测装置及气体检测方法

说明书

本发明揭示了一种电化学气体检测装置及检测方法，用于检测大气中氧化亚氮(N₂O)的含量，包括催化装置、冷却装置、计算单元、与所述计算单元电性连接的第一CO(一氧化碳)传感器以及与所述计算单元电性连接的第二CO(一氧化碳)传感器。采用电化学CO传感器和催化装置的组合使用，相对于现有的光学检测方法和红外法等，实现了低成本检测大气中ppb级别的N₂O气体浓度，该电化学气体检测装置适用于绝大部分环保检测温室气体中N₂O浓度的场合，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及气体检测领域，尤其涉及电化学气体检测装置及气体检测方法。

背景技术

全球气候变暖问题作为人类迄今面临的最重大的环境问题，其主要原因是人类活动产生的温室气体的排放。温室气体主要包括水蒸气(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、臭氧(O₃)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、全氟碳化物(PFCs)、氢氟碳化物(HFCs)、含氯氟烃(HCFCs)及六氟化硫(SF₆)等。

检测大气中痕量的N₂O温室气体主要采用的方法有：量子级联激光分析系统(Quantum Cascade Laser Analysis System，QCLAS)、激光光腔衰荡吸收光谱法(Cavityring-down laser absorption spectroscopy,CRLAS)、气体滤波相干红外光谱法(GasFilter Correlation，GFC)和非色散红外法(Non-Dispersive Infrared，NDIR)。但是前两者使用的设备价格十分昂贵；GFC稳定性好，但无法检测ppb级别的N₂O，还存在相干滤波气室气体泄漏的技术问题、CO₂交叉干扰的问题；NDIR价格便宜、结构简单，但也无法检测ppb级别的N₂O，其分辨率不高、温度漂移大、长期稳定性不好。

目前市场上还没有用电化学气体传感器直接测量N₂O的方法，其原因是N₂O的化学性质很稳定，不容易在常温被氧化或者还原。各大电化学传感器的厂家都没有电化学原理的N₂O传感器，客户迫不得已，只能用昂贵的光学仪器测量ppb级别的N₂O浓度。

因此，有必要提供一种新的N₂O气体检测装置及气体检测方法以解决上述问题。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测大气中N₂O含量的气体检测装置，摒弃昂贵的光学方法，采用廉价的纯电化学和化学催化的方法来检测大气中ppb级别的N₂O气体浓度。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种电化学气体检测装置，用于检测大气中氧化亚氮(N₂O)的含量，包括催化装置、冷却装置、计算单元、与所述计算单元电性连接的第一CO(一氧化碳)传感器以及与所述计算单元电性连接的第二CO(一氧化碳)传感器。

作为本发明的进一步改进，所述第一CO传感器的出气口连接所述催化装置的进气口，所述催化装置的出气口连接所述冷却装置的进气口，所述冷却装置的出气口连接所述第二CO传感器的进气口。

作为本发明的进一步改进，所述第一CO传感器和所述第二CO传感器均为电化学CO传感器。

作为本发明的进一步改进，所述第一CO传感器和所述第二CO传感器均具有ppb级的分辨率。

作为本发明的进一步改进，所述第一CO传感器和所述第二CO传感器分别包括电极、过滤器、透气膜、电解液、电极引出线以及壳体。

作为本发明的进一步改进，所述电极包括工作电极、对电极和参比电极。