Nitrogen oxide sensor
નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ સેન્સર અથવા સેન્સર સામાન્ય રીતે ઓટોમોબાઇલ, ટ્રક ટેલપાઇપ અથવા સ્મોકસ્ટેક જેવા દહન વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડને શોધવા માટે બનાવવામાં આવેલું ઉચ્ચ તાપમાનનું ઉપકરણ છે. ઝાંખી આ શબ્દ નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડના વિવિધ સ્વરૂપોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જેમ કે NO (નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ), NO2 (નાઈટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ) અને N2O (નાઈટ્રસ ઓક્સાઇડ, જેને લાફિંગ ગેસ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે). ગેસોલીન એન્જિનમાં, NO એ લગભગ 93 ટકા જેટલું સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ છે, જ્યારે NO2 લગભગ 5 ટકા છે અને બાકીનું N2O છે. એન 2 ઓ 4 (એન ઓ 2 નું ડાઇમર) જેવા અન્ય સ્વરૂપો છે, જે ફક્ત નીચા તાપમાને અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને એન 2 ઓ 5, ઉદાહરણ તરીકે. દરમિયાન, ડીઝલ એન્જિન માટે, ઉત્સર્જનની સ્થિતિ અલગ છે. તેમના ઘણા ઊંચા દહન તાપમાનને કારણે (તેમના ઉચ્ચ સિલિન્ડર સંકોચન ગુણોત્તર તેમજ ટર્બોચાર્જિંગ અથવા સુપરચાર્જિંગના પરિણામે), ડીઝલ એન્જિન સ્પાર્ક-ઇગ્નીશન ગેસોલિન એન્જિનની તુલનામાં ઘણું વધારે એન્જિન-આઉટ ઉત્સર્જન કરે છે. પસંદગીયુક્ત ઉત્પ્રેરક ઘટાડો (એસસીઆર) ની તાજેતરની ઉપલબ્ધતા યોગ્ય રીતે સજ્જ ડીઝલ એન્જિનને 3-વે ઉત્પ્રેરક સાથે લાક્ષણિક ગેસોલિન એન્જિનની તુલનામાં ટેલપાઇપ પર સમાન મૂલ્યોનું ઉત્સર્જન કરવાની મંજૂરી આપે છે. એસ. સી. આર. એડબ્લ્યુ દ્રાવણ ઉમેરીને હાનિકારક નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડમાં ફેરફાર કરે છે જે પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ઘટાડે છે અને એક્ઝોસ્ટ પ્રણાલીનું રક્ષણ કરે છે. વધુમાં, ડીઝલ ઓક્સિડેશન ઉત્પ્રેરક ડીઝલ એક્ઝોસ્ટ વાયુઓમાં વધારાના ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરીને 50 ટકાથી વધુ એન. ઓ. નું ઓક્સિડાઇઝેશન કરીને એન. ઓ. 2 ના અપૂર્ણાંકમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. સેન્સર વિકસાવવાની ઝુંબેશ પર્યાવરણીય પરિબળોમાંથી ઉદ્ભવે છે. વાયુઓ ધુમ્મસ અને એસિડ વરસાદ જેવી વિવિધ સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે. વિશ્વભરની ઘણી સરકારોએ તેમના ઉત્સર્જનને મર્યાદિત કરવા માટે કાયદાઓ પસાર કર્યા છે (અન્ય દહન વાયુઓ જેમ કે SOx (સલ્ફરના ઓક્સાઇડ), CO (કાર્બન મોનોક્સાઇડ) અને CO2 (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને હાઇડ્રોકાર્બન). કંપનીઓને સમજાયું છે કે ઉત્સર્જન ઘટાડવાની એક રીત એ છે કે પહેલા તેમને શોધી કાઢવું અને પછી દહન પ્રક્રિયામાં અમુક પ્રકારના પ્રતિસાદ લૂપનો ઉપયોગ કરવો, જેનાથી ઉત્પાદન ઘટાડવામાં સક્ષમ બને છે, ઉદાહરણ તરીકે, દહન ઓપ્ટિમાઇઝેશન અથવા જાળનું પુનર્જીવન. તેથી, એક્ઝોસ્ટ-ગેસ ટ્રીટમેન્ટ સિસ્ટમ્સ સાથેની ઘણી એપ્લિકેશનોમાં, એક એન. ઓ. એક્સ. સેન્સરનો ઉપયોગ એક્ઝોસ્ટ-ગેસ ટ્રીટમેન્ટ સિસ્ટમ (અપસ્ટ્રીમ) ના અપસ્ટ્રીમમાં થાય છે અને બીજા સેન્સરનો ઉપયોગ એક્ઝોસ્ટ-ગેસ ટ્રીટમેન્ટ સિસ્ટમના ડાઉનસ્ટ્રીમમાં થાય છે. અપસ્ટ્રીમ સેન્સરનો ઉપયોગ ઉપરોક્ત પ્રતિસાદ લૂપ માટે થાય છે. દરમિયાન, ડાઉનસ્ટ્રીમ સેન્સરનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એ પુષ્ટિ કરવા માટે થાય છે કે કાયદાકીય ઉત્સર્જન મર્યાદા ઓળંગી નથી. પડકારો કઠોર પર્યાવરણ દહન વાતાવરણના ઊંચા તાપમાનને કારણે, માત્ર અમુક પ્રકારની સામગ્રી મૂળ સ્થાને કામ કરી શકે છે. વિકસાવવામાં આવેલા મોટાભાગના સેન્સર સિરામિક પ્રકારના મેટલ ઓક્સાઇડમાંથી બનાવવામાં આવ્યા છે, જેમાં સૌથી સામાન્ય યટ્રિયા-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ ઝિર્કોનિયા (વાયએસઝેડ) છે, જેનો ઉપયોગ હાલમાં દાયકાઓ જૂના ઓક્સિજન સેન્સરમાં થાય છે. વાયએસઝેડને ગાઢ સિરામિકમાં કોમ્પેક્ટ કરવામાં આવે છે અને ટેલપાઇપના ઊંચા તાપમાને ઓક્સિજન આયનો (O2−) નું સંચાલન કરે છે જેમ કે 400 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને તેનાથી ઉપર. સેન્સરમાંથી સંકેત મેળવવા માટે ઉત્તમ ધાતુઓ (પ્લેટિનમ, ગોલ્ડ અથવા પેલેડિયમ) અથવા અન્ય મેટલ ઓક્સાઇડ જેવા ઉચ્ચ તાપમાનના ઇલેક્ટ્રોડ્સની જોડી સપાટી પર મૂકવામાં આવે છે અને વોલ્ટેજ અથવા કરંટમાં ફેરફાર જેવા વિદ્યુત સંકેતને એકાગ્રતાના કાર્ય તરીકે માપવામાં આવે છે. ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા અને ટકાઉપણું જરૂરી છે NOનું સ્તર 100-2000 પીપીએમ (પાર્ટ્સ પર મિલિયન) અને NO2 20-200 પીપીએમની આસપાસ 1-10% O2ની શ્રેણીમાં હોય છે. આ સ્તરોને પસંદ કરવા માટે સેન્સર ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોવું જોઈએ. સેન્સર વિકાસમાં મુખ્ય પડકારો પસંદગી, સંવેદનશીલતા, સ્થિરતા, પ્રજનનક્ષમતા, પ્રતિભાવ સમય, શોધની મર્યાદા અને ખર્ચ છે. આ ઉપરાંત દહનના કઠોર વાતાવરણને કારણે ગેસનો ઊંચો પ્રવાહ દર સેન્સરને ઠંડુ કરી શકે છે જે સિગ્નલમાં ફેરફાર કરે છે અથવા તે સમય જતાં ઇલેક્ટ્રોડ્સનું સીમાંકન કરી શકે છે અને સૂટ કણો સામગ્રીને ખરાબ કરી શકે છે. આવા ગેસ સેન્સર દ્વારા સામનો કરવામાં આવતા મુખ્ય પડકારોમાંનો એક છે ભેજ. સંકેત પ્રતિસાદ પર સંબંધિત અસર સંવેદક પ્રકાર માટે અત્યંત વ્યક્તિલક્ષી છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેન્સર મોટે ભાગે ભેજની અસરથી રોગપ્રતિકારક હોય છે કારણ કે પાણીના અણુઓ ઇલેક્ટ્રોલાઇટની સાંદ્રતાને નિયંત્રિત કરવામાં મદદ કરે છે પરંતુ સૂકા ગેસના લાંબા ગાળાના સંપર્કમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટની દ્રાવકની સાંદ્રતામાં ઘટાડો થઈ શકે છે. લક્ષ્ય વાયુઓ અને પાણીના અણુઓ વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોન વિનિમય પદ્ધતિમાં સમાનતાને કારણે વાયુ સેન્સરમાં ક્રોસ સંવેદનશીલતાની ઊંચી માત્રા જોવા મળી છે. સેન્સરની યાદી પણ જુઓ સંદર્ભ એન્જિન સેન્સર ગેસ સેન્સર