電化學傳感器通過與被測氣體發(fā)生反應并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號來工作。典型的電化學傳感器由傳感電極（或工作電極）和反電極組成，并由一個薄電解層隔開。

氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應，然后是疏水屏障層，最終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應，以形成充分的電信號，同時防止電解質(zhì)漏出傳感器。

氣體首先通過微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應，然后是疏水屏障層，最終到達電極表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應，以形成充分的電信號，同時防止電解質(zhì)漏出傳感器。

穿過屏障擴散的氣體與傳感電極發(fā)生反應，傳感電極可以采用氧化機理或還原機理。這些反應由針對被測氣體而設(shè)計的電極材料進行催化。

電化學氧氣傳感器使用壽命

電化學氧氣傳感器為燃料電池型氣體傳感器，其陽極為鉛塊。電化學氧氣傳感器在工作時，陽極上鉛發(fā)生氧化反應生成氧化鉛，故陽極逐漸消耗。在理想使用環(huán)境下，即溫度為20℃、濕度為60%RH，同時沒有污染物存在，電化學氧氣傳感器使用年限一般為2~3年。但是實際使用工況往往為非理想環(huán)境，尤其存在酸性氣體、揮發(fā)性有機物時，電化學氧氣傳感器的有效使用壽命會受到影響。

電化學傳感器外殼破損

可能原因1：外界機械碾壓或撞擊致使傳感器外殼損壞。如果電化學氧氣傳感器保存、使用時小心，避免其受到外界機械強烈破壞，那么這一問題基本上可以避免。

可能原因2：因ABS塑料強度高、易加工、不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，故市售電化學氧氣傳感器殼體一般使用ABS材質(zhì)。但是ABS可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應力開裂。因此，當含有揮發(fā)性有機物存在時，電化學氧氣傳感器的外殼易被有機揮發(fā)物腐蝕而嚴重破損、甚至漏液、傳感器失效。

因此，除避免外界機械外力損壞傳感器殼體外，需要特別注意是否存在揮發(fā)性有機物，并通過有效處理手段將其去除，以免其腐蝕傳感器外殼，繼而引發(fā)傳感器漏氣、漏液、腐蝕電路板等系列問題。

電化學傳感器漏液

可能原因1：傳感器從高處跌落、受擠壓等，傳感器引腳和殼體處出現(xiàn)縫隙而漏液。

可能原因2：電化學氧氣傳感器陽極為鉛塊，在工作時，鉛不斷被氧化成為氧化鉛，造成體積膨脹，撐裂傳感器外殼。

可能原因3：有揮發(fā)性有機物使傳感器殼體被腐蝕、變形破損，從而傳感器內(nèi)部電解液從殼體破損處漏出。

電化學氧氣傳感器使用時需要避免外力暴力破壞。

此外，一般品質(zhì)優(yōu)良的氧氣傳感器，其殼體內(nèi)部會根據(jù)鉛加入量預留足夠空間，選擇大品牌的氧氣傳感器，一般不用擔心氧化鉛撐破傳感器外殼。值得注意的是，80%以上氧氣傳感器漏液問題來自于揮發(fā)性有機物腐蝕傳感器外殼所致，故避免揮發(fā)性有機物與氧傳感器接觸，可有效解決傳感器電解液泄露問題。

傳感器靈敏度下降

可能原因1：當環(huán)境為高溫低濕時，則電解液中的水分揮發(fā)，造成傳感器靈敏度下降，長期連續(xù)使用電解液甚至會變干涸。

可能原因2：電化學氧氣傳感器，一般采用堿性電解液，電解液量約為0.75ml。當環(huán)境中存在硫化物、硝化物、氯化氫、甲酸、乙酸等無機有機酸性氣體，如果不做任何預處理，則這些酸性氣體可直接進入傳感器內(nèi)部，并與堿性電解液發(fā)生中和反應，導致傳感器電化反應速度減慢，靈敏度降低。如果是高濃度的酸性氣體，則會嚴重影響電化學氧氣傳感器的使用壽命。

可能原因3：有揮發(fā)性有機物接觸傳感器元件——多孔PTFE膜時，部分冷凝成有機液體，堵住了PTFE膜內(nèi)孔道，阻止氧氣氣體分子進入傳感器內(nèi)部，從而造成傳感器靈敏度下降。

與環(huán)境中溫度、濕度相比，酸性氣體、揮發(fā)性有機物的存在更容易降低傳感器靈敏度，尤其當污染物氣體含量很高時，可致使氧氣傳感器快速發(fā)生不可逆的損壞。

催化劑中毒

如環(huán)境中含有有揮發(fā)性有機物時，這些有機揮發(fā)性氣體可通過進氣孔進入傳感器內(nèi)部，并吸附在傳感器敏感電極的催化劑活性位點，并形成一層隔離膜，阻隔氧氣與敏感電極接觸，致使氧氣無法發(fā)生電化學還原反應，即氧氣不能被檢測，稱為“催化劑中毒”。

應對催化劑中毒最簡單、便宜、有效的方法是對揮發(fā)性有機物進行預處理，通過采用冷凝、洗罐等方式可解決催化劑中毒。

傳感器失效

可能原因1：鉛陽極全部被反應而消耗完全，達到其使用壽命。

可能原因2：電化學氧氣傳感器進氣孔僅50um~100u左右，外界機械碾壓等作用力造成傳感器進氣孔擠壓。此外，還可能造成傳感器內(nèi)部元件不密實，以致導電絲和電極接觸不良，而無法正常工作。

可能原因3：上述提到的酸性氣體、揮發(fā)性有機物存在，導致外殼破損、漏液、靈敏度下降、催化劑中毒，最終導致傳感器使用壽命提前結(jié)束。

綜上，電化學氧氣傳感器正常使用壽命為2年，但是如果環(huán)境特殊復雜，如存在酸性氣體、揮發(fā)性有機物時，則會面臨氧氣傳感器外殼破損、漏液、靈敏度下降、催化劑中毒、失效等諸多問題。因此在這種復雜特殊的環(huán)境中使用電化學氧氣傳感器，必須進行前處理，去除酸性氣體、揮發(fā)性有機物，保障傳感器正常使用壽命。