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電化學傳感器模塊是環境監測系統研究中的最重要部分之一，實現對大氣中NO2、SO2、CO、O3 4種氣體濃度的監測。核心傳感器采用進口的三電極電化學傳感器。電化學傳感器模塊由5V進行供電。
如圖所示，U3運放組成恒電位電路，連接到電化學傳感器的CE和RE電極上。有了此恒定電位，電化學傳感器可以處于穩定工作狀態。當有可監測氣體時，氣體和電化學傳感器產生氧化或還原反應，產生微弱電流，在WE電極上輸出。輸出電流的大小和氣體的濃度呈線性關系。監測出WE輸出電流的大小即可以運算得出氣體的濃度值。運放U2組成跨阻放大和濾波電路，可以將電流信號轉換為電壓信號，并進行放大和濾波，提高信號信噪比。放大倍數由R9進行調節，適用于不同的傳感器和量程。Q1用于對傳感器進行保護。當環境監測系統斷電時，Q1會將RE和WE短路，電化學傳感器將處于關斷保護狀態，不會影響使用壽命。另外，當環境監測系統重新通電后，系統可以快速進入工作狀態，避免漫長的預熱狀態時間。R3、R5和R6用于調節電化學傳感器的偏置電壓。
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