催化燃燒式傳感器的元件由兩根阻值相同的超微鉑絲構(gòu)成, 被固定在兩個(gè)小型不銹鋼圓柱筒, 兩條電線一端接觸, 并在電路板形成電阻橋。利用超細(xì)鉑絲上方的單體穩(wěn)定劑和成孔劑來制備催化傳感器元件, 并具有高穩(wěn)定性。當(dāng)可燃?xì)怏w通過隔爆片進(jìn)入校樣燃燒室, 可燃?xì)怏w利用催化劑在導(dǎo)線無焰燃燒, 以產(chǎn)生熱量, 從而使電線電阻變大。由于吸入空氣量差異, 燃燒情況不同, 產(chǎn)生的熱量也不同, 從而導(dǎo)致兩條導(dǎo)線的不同電阻變化, 促使原橋平衡電阻發(fā)生變化和電壓差, 與可燃?xì)怏w成正比。探頭電路將信號放大, 敏感元件上可燃?xì)怏w將產(chǎn)生無焰燃燒現(xiàn)象。在理論上, 催化劑是通過降低活化能改變反應(yīng)路徑來實(shí)現(xiàn)對整個(gè)反應(yīng)效率的顯著提升。同時(shí)在整個(gè)反應(yīng)過程中, 催化劑是不會(huì)發(fā)生損耗的, 這是因?yàn)槠洳⑽磳υ械幕瘜W(xué)反應(yīng)平衡造成破壞, 未參與到反應(yīng)中, 其自身的屬性未發(fā)生任何轉(zhuǎn)變。但通過實(shí)際觀測, 發(fā)現(xiàn)在不間斷的反應(yīng)過程中催化劑的活性卻出現(xiàn)了降低, 這種情況稱之為催化劑的失活, 其緣由涉及到化學(xué)與物理反應(yīng)過程, 目前可以總結(jié)催化劑的失活誘因, 主要有三種:燒結(jié)、焦化和中毒。

(1) 燒結(jié)引起的催化劑失效。作為燃?xì)庵兄饕獦?gòu)成成分, 甲烷在空氣中一定溫度條件下是屬于惰性氣體, 但在與鉑催化劑接觸, 通過活化能峰的快速反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳和水。燒結(jié)老化形成原因是敏感元件由于長期暴露在高溫下引起的活性面積降低, 從而導(dǎo)致催化能力下降。降低的活性部位, 轉(zhuǎn)成高溫還原催化能力燒結(jié)該晶體, 大大減少了比表面積, 從而使載體變窄或堵塞細(xì)孔。與此同時(shí), 這種情況還會(huì)致使催化劑中燒結(jié)現(xiàn)象發(fā)生時(shí), 催化劑分子的分散活動(dòng)降低。高溫環(huán)境下也可導(dǎo)致催化劑出現(xiàn)升華現(xiàn)象, 引發(fā)催化劑的燒結(jié)失活。

(2) 焦化引起的催化劑失效。焦化造成的催化劑的失效:含有甲烷等有機(jī)烴結(jié)構(gòu)的可燃化合物中, 發(fā)生反應(yīng)時(shí)其烴鍵部分會(huì)因燃燒而產(chǎn)生具有吸附性的焦炭, 這些焦炭附著在催化劑的表層從而導(dǎo)致了催化劑表層同外部空氣隔離, 進(jìn)而導(dǎo)致催化劑失活。催化劑積碳反應(yīng)是催化劑失活的主要因素, 碳沉積覆蓋在催化劑的表面上, 堵塞通道導(dǎo)致催化劑失活。

(3) 中毒引發(fā)的催化失效。一旦有毒成分在催化劑表層發(fā)生無法逆轉(zhuǎn)的吸附, 則其會(huì)造成催化劑活性數(shù)值的永久性降低, 進(jìn)而引發(fā)失活現(xiàn)象。常見的可威脅催化劑活性的有毒成分多為SO2、CO以及反應(yīng)后產(chǎn)物, 都可以促成貴金屬催化劑中毒, 導(dǎo)致整體催化劑中毒。