안녕하세요.

가스트론입니다.

산업 현장에서 사용하는 가스감지기에는 다양한 종류의 가스센서가 적용됩니다.

측정하려는 가스의 종류에 따라 사용하는 센서도 달라지는데,

대표적으로 접촉연소식 센서, 전기화학식 센서, 적외선식(IR) 센서가 있습니다.

이 가운데 전기화학식 센서는

일산화탄소(CO), 황화수소(H2S), 암모니아(NH3), 염소(Cl2), 이산화황(SO2), 산소(O2) 등과

같은 가스를 측정하는 데 가장 많이 사용되는 센서 방식입니다.

특히 산소농도측정기에는 대부분 전기화학식 센서가 적용될 만큼

산업 현장에서 널리 활용되고 있습니다.

이번 글에서는 전기화학식 센서의 원리와 내부 구조,

가스를 감지하는 과정,

그리고 산소농도측정기에 사용되는 이유까지 쉽게 알아보겠습니다.

 

 

전기화학식 센서란?

전기화학식 센서는 특정 가스가 전극에서 산화 또는 환원 반응을 일으킬 때

발생하는 전류를 측정하여 가스 농도를 계산하는 센서입니다.

쉽게 표현하면 다음과 같은 과정으로 작동합니다.

가스 → 화학반응 → 전류 발생 → 농도 계산

즉, 센서 내부로 들어온 가스가 화학반응을 일으키면 전류가 발생하고,

가스감지기는 이 전류의 크기를 측정해 실제 가스 농도로 변환하여 표시합니다.

 

 

전기화학식 센서의 내부 구조는 어떻게 구성되어 있나요?

전기화학식 센서는 크게 가스 투과성막, 전해질, 전극으로 구성됩니다.

① 가스 투과성막

가스 투과성막은 외부의 가스가 센서 내부로 일정한 속도로만 들어오도록 조절하는 역할을 합니다.

또한 먼지나 수분 등이 센서 내부로 유입되는 것을 줄여 안정적인 측정을 돕습니다.

 

② 전해질

확산막을 통과한 가스는 전해질 속으로 이동합니다.

전해질은 가스가 화학반응을 할 수 있도록 도와주는 액체이며,

대부분 산성 또는 알칼리성 전해질이 사용됩니다.

③ 전극

전극은 가스와 직접 화학반응이 일어나는 부분입니다.

초기의 전기화학식 센서는 감지전극과 대전극으로 구성된 2전극 센서가 사용되었습니다.

이후 보다 안정적인 측정을 위해 기준전극이 추가된 3전극 센서가 개발되었습니다.

이 가운데 기준전극은 항상 일정한 기준 전위를

유지하도록 도와주는 역할을 합니다.

 

 

 

전기화학식 센서는 가스를 어떻게 감지할까요? (감지 원리)

전기화학식 센서의 작동 과정은 다음과 같습니다.

STEP 1: 가스가 확산막을 통과

STEP 2: 가스가 전해질 속으로 이동

STEP 3: 감지전극에서 산화 또는 환원 반응이 발생

STEP 4: 전자 이동

STEP 5: 전류 발생

STEP 6: 전자회로가 발생한 전류를 측정

STEP 7: 측정된 전류를 ppm 농도로 변환하여 화면에 표시

결국 전기화학식 센서는 가스를 직접 측정하는 것이 아니라,

가스가 화학반응을 통해 만들어낸 전류를 측정하여 농도를 계산하는 방식입니다.

 

전기화학식 센서의 장점과 한계는?

전기화학식 센서는 높은 감도와 우수한 선택성을 가지고 있어

ppm 수준의 낮은 농도도 측정할 수 있습니다.

또한 소비전력이 매우 낮고 크기가 작아

휴대용 가스감지기에 적용하기 적합합니다.

그와 동시에 

가스의 화학반응을 돕는 전해질이 노화될 수 있으며,

극한 온도에서는 성능 변화가 발생할 수 있고,

교차 감응이 발생할 가능성도 있습니다.

따라서 정확한 측정을 위해서는 정기적인 교정이 필요한데요.

 

 

 

산소농도측정기에는 왜 전기화학식 센서가 사용될까요?

 

앞서 말씀드린 바와 같이 

전기화학식 센서는 높은 감도와 우수한 선택성,

낮은 소비전력이라는 장점을 갖추고 있어

산업 현장에서 폭넓게 활용되고 있습니다.

산소농도측정기에는 전기화학식 센서가 가장 많이 사용됩니다.

산업 현장에서는 작업자 안전을 위한 산소 농도 확인뿐 아니라

유해가스 감시, 밀폐공간 작업, 환경 모니터링 등

다양한 분야에서 전기화학식 센서가 활용되고 있습니다.

대표적으로 측정하는 가스는 CO, H2S, NH3, Cl2, SO2, O2 등이 있으며,

휴대용 가스감지기와 설치형 가스감지기 모두에 널리 적용되고 있습니다.

 

휴대용가스감지기 온라인 스토어 가스트론몰

 

가스트론의 GFS-100, GFM-400, GFM-500C와 같은 휴대용 가스감지기와

GFU-B1 설치형 가스감지기 역시

전기화학식 센서를 적용하여 다양한 산업 현장에서

산소와 유해가스를 안정적으로 감지할 수 있도록 설계되어 있습니다.

 

 

전기화학식 센서의 원리를 이해하면 가스감지기의 작동 방식은 물론,

왜 산소농도측정기에 전기화학식 센서가 가장 많이 사용되

는지도 쉽게 이해할 수 있습니다.

전기화학식 센서는 

가스가 전극에서 산화·환원 반응을 일으킬 때 발생하는 전류를 이용해 

가스 농도를 측정하는 센서입니다.

높은 감도와 우수한 선택성, 낮은 소비전력 등의 장점을 갖추고 있어

산소농도측정기를 비롯한 다양한 산업용 가스감지기에 널리 사용되고 있습니다.

가스감지기를 선택할 때는 단순히 측정 가능한 가스만 확인하기보다

어떤 센서 방식이 적용되었는지 함께 살펴보는 것이 중요하며,

측정 환경과 대상 가스에 적합한 센서를 선택하는 것이

보다 안전한 작업 환경을 만드는 첫걸음이 될 수 있습니다.

 

 

*본 페이지는 실제 제품 사진을 기반으로 AI 연출 기술이 더해진 콘텐츠를 포함합니다.