Elekrochemisches Messverfahren (EC)

Das Grundprinzip eines elektrochemischen Sensors besteht aus mindestens zwei Elektroden (Mess- und Gegen-Elektrode), die auf zweierlei Weise miteinander Kontakt haben: Einerseits über ein  elektrisch leitendes Medium (Elektrolyt, d.h. Flüssigkeit als Ionenleiter), andererseits über einen äußeren elektrischen Stromkreis (Elektronenleiter). Die Elektroden sind aus speziellem Material und wirken katalytisch, so dass bestimmte chemische Reaktionen an der so genannten 3-Phasen-Grenze, wo Gas, Katalysator und Elektrolyt vorhanden sind, stattfinden. Ein Zwei-Elektroden-Sensor (Mess- und Gegen-Elektrode) hat allerdings viele Nachteile. Treten zum Beispiel höhere Gaskonzentrationen auf, führt das zu höheren Strömen im Sensor und zu einem Spannungsabfall. Der Spannungsabfall wiederum verändert die voreingestellte Sensorspannung. Das wiederum kann dazu führen, dass unbrauchbare Messsignale geliefert werden  oder im schlimmsten Fall die chemische Reaktion im Sensor während des Messbetriebes zum Erliegen kommt. Deshalb enthalten die Sensoren eine dritte Elektrode, die sogenannte Referenzelektrode, die nicht stromdurchflossen ist und deren Potenzial daher konstant bleibt. Durch sie wird die Sensorspannung an der Messelektrode kontinuierlich gemessen und kann durch die Regelverstärkung des Sensor korrigiert werden. Dieses führt zu einer wesentlich besseren Messqualität (z.B. in Hinblick auf Linearitätsverhalten und Selektivität) und zu einer längeren Lebensdauer. Für Heizungs-Anwendungen reichen in der Regel elektrochemische Sensoren aus. Folgende Gaskomponenten können mit ecom-Abgasanalysegeräten elektrochemisch gemessen werden: Sauerstoff (O2) – aus dessen Konzentration der CO2-Gehalt berechnet wird, Kohlenmonoxid (CO), Stickstoffmonoxid (NO), Stickstoffdioxid (NO2), Schwefeldioxid (SO2),  Wasserstoff (H2) sowie Schwefelwasserstoff (H2S). Aufgrund der sehr hohen Wasserlöslichkeit können Chorwasserstoff (HCl) sowie Ammoniak (NH3) nur in einem sehr engen Umfang elektrochemisch gemessen werden.