(3) 电化学传感器法

二氧化硫电化学传感器，是利用二氧化硫气体分子在传感器的敏感电极上发生电化学反应，这种反应导致传感器的输出电信号发生改变。通过测量这种改变值的大小来反映二氧化硫气体浓度的变化，以此来检测二氧化硫浓度。电化学传感器以其结构简单、性能稳定、灵敏度较高、检测范围宽、价格低廉以及可连续测定等优势一直引人瞩目。

综上所述，分析检测SO2的方法很多，但是能够试用在煤炭的燃烧以及工业气体中浓度较高的处理方法却十分有限。因此要设计一款低价位，实用的，而且能被广泛应用的二氧化硫检测技术是当务之急。

1.3  系统设计要求分析

设计的二氧化硫浓度测试系统应具有如下特点：

(1) 数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。

(2) 系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。文献综述

(3) 从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。

(4) 软件设计简单易懂。

2  3SF CiTiceL传感器

在本系统中，选用英国City Technology公司生产的3SF CiTiceL电化学传感器来检测SO2的浓度，该传感器是三电极的电化学传感器。

3SF CiTiceL传感器作为一种新型的定电位电解化学气体传感器，具有体积较小、重量轻、线性度好、性能稳定等特点。浸泡在液体电解质溶液中的三个电极是其主要构成，其结构如图2-l所示。

3SF CiTiceL传感器由三个电极构成，三个电极分别为：T作电极(Sensing Electrode)、参比电极(Reference Electrode)、对电极(CounterElectrode)．City Technology公司的电化学毒气传感器(包括3SF CiTiceL传感器)是微燃料元件，拥有很高的稳定性且不必保养。气体扩散通过障(Capillary DiflusionBarrier)是传感器设计的重点，它使得电极在任有电化学活动的时候限制所有的气体进入电极，而是在表面对所要测量的气体进行反应。这样不但保证了CiticeL的试用寿命，而且还保证了其温度的稳定性。通过气体扩散通过障碍限制速率是设计电化学传感器很重要的一点。因此，只有采用具有高催化的电极材料才能保证传感器电化学反应的速度。为了保证了传感器的长期稳定性所有CiTieeL产品具有高度活跃电极，并且给传感器非常高的能量储备。

2.1  3SF CiTiceL传感器的检测原理

当有检测SO2气体在电化学传感器（3SF CiTiceL传感器）表面时，气体会发生快速的氧化或还原反应。

发生在二氧化硫传感器（3SF CiTiceL传感器）的电极反应：

在工作电极上发生如下氧化反应：

    SO2+2H2O=SO42-+4H++2e2-

对电极上O2发生如下还原反应：

    O2+4H++4e-=2H2O

所以，其总反应为：

  2SO2+O2+2H2O=2H2SO4                                      (2-1)

从反应式可以看出来，氧气是实验所必需的气体，一般经过传感器的前部货两边扩散。然而长时间将传感器置于无氧环境中可能不导致信号不稳定，因此不要将3SF CiTiceL传感器放置在绝氧气体中。一定的情况下，必须保证有氧气从通道进入对电极。

被测气体分别在传感器的工作电极和对电极上分别发生氧化和还原反应。发生相应反应的时候会使得外围电路产生电流。因为被测气体的浓度与产生的电流成正比例关系，通过电路电流可推知被测气体的体积分数和质量浓度。来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/ AT89C51单片机二氧化硫浓度检测系统设计+电路图(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_74615.html