Correlation method of compensating the zero temperature-drift of four-electrode low-range electrochemical NO2 and SO2 gas concentration sensors

• Autorzy: Adrikowski Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.03.12

Warianty tytułu

PL

Korelacyjna metoda kompensacji zerowego dryftu temperaturowego czteroelektrodowych elektrochemicznych czujników niskiego zakresu stężenia gazów NO2 i SO2

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper was presented a method of compensating for the temperature drift of the zero component of four-electrode low-range electrochemical sensors of gas concentration: nitrogen dioxide and sulfur dioxide. The method is based on a long-term series of measurement results from these sensors. Statistical analysis of the results at changing ambient temperature enables the identification of temperature drift baseline that is unique for a given sensor unit. The accuracy of the curve estimation was additionally increased by using a series of results from standard measures in the validation process. The proposed method is to facilitate the use of electrochemical sensors for the construction of cheap and portable detectors of nitrogen dioxide and sulfur dioxide concentrations included in the atmospheric air.

PL

W pracy przedstawiono metodę kompensacji dryftu temperaturowego składowej zerowej czteroelektrodowych niskozakresowych elektrochemicznych sensorów stężenia gazów: dwutlenku azotu i dwutlenku siarki. Metoda opiera się na długiej serii wyników pomiarów z tych czujników. Analiza statystyczna wyników przy zmieniającej się temperaturze otoczenia umożliwia identyfikację krzywej bazowej dryftu temperatury, która jest unikalna dla danego egzemplarza sensora. Dokładność estymacji krzywej została dodatkowo zwiększona poprzez wykorzystanie w procesie walidacji serii wyników kryterium minimalizacji odchylenia standardowego. Proponowana metoda może ułatwić wykorzystanie sensorów elektrochemicznych do budowy tanich i przenośnych detektorów stężeń dwutlenku azotu i dwutlenku siarki zawartych w powietrzu atmosferycznym.

Słowa kluczowe

EN

four-electrode electrochemical sensor; low-range NO2 and SO2 sensors; temperature-dependent baseline effects; temperature drift compensation

PL

czteroelektrodowy sensor elektrochemiczny; niskozakresowe sensory NO2 i SO2; krzywa bazowa zależna od temperatury; kompensacja dryfu temperatury

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 3
• Strony: 79--85
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Adrikowski Tomasz

• The Silesian Technical University, Department of electrical engineering and computer science, Str. Akademicka 10, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0001-5984-7669

Bibliografia

• [1] M. I. Mead,O. A. M. Popoola, G. B. Stewart, P. Landshoff, M. Calleja, M. Hayes, J. J. Baldovi, T. Hodgson, M. McLeod, J. Dicks, A. Lewis, J. Cohen, R. Baron, J. Saffell, R. L. Jones, The use of electrochemical sensors for monitoring urban air quality in low-cost, high-density networks, Atmospheric Environment, vol. 70 (2013), pp. 186-203, May 2013.
• [2] O.A.M. Popoola, G. B. Stewart, M. I. Mead, R. L. Jones, Development of a baseline-temperature correction methodology for electrochemical sensors and its implications for long-term stability, Atmospheric Environment, vol. 147 (2016), pp. 330-343, October 2016.
• [3] E. S. Cross, L. R. W illiams, D. K. Lewis, G. R. Magoon, T. B. Onasch, M. L. Kaminsky, D. R. W orsnop, J. T. Jayne, Use of electrochemical sensors for measurement of air pollution: correcting interference response and validating measurements, Atmospheric Measurement Techniques, vol. 10 (2017), issue 9, pp. 3575- 3588, September 2017.
• [4] J. R. Stetter, J. Li, Amperometric Gas Sensors - A Review, Chemical Reviews vol. 108 (2008), pp. 352-366, January 2008.
• [5] J. Li, A. Hauryliuk, C.Malings, S. R. Eilenberg, R. Subramanian, A. A. Presto, Characterizing the Aging of Alphasense NO2 Sensors in Long-Term Field Deployments, ACS Sensors vol. 6 (8), August 2021.
• [6] NO2-B43F Nitrogen Dioxide 4-Electrode Sensor, Technical Specification, Alphasense Ltd., July 2019.
• [7] SO2-B4 Sulfur Dioxide 4-Electrode Sensor, Technical Specification, Alphasense Ltd., May 2017.
• [8] AAN 803-05, Correcting for background currents in four electrode toxic gas sensors, Alphasense Application Note AAN 803-05, Alphasense Ltd., June 2019.
• [9] AAN 105-03 Designing A Potentiostatic Circuit, Alphasense Application Note AAN 105-03, Alphasense Ltd., March 2009.
• [10] AAN 111-02, Modelling Amperometric Electrochemical Gas Sensors, Alphasense Application Note AAN 111-02, Alphasense Ltd., December 2013

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).