Nitrogen oxide sensor
একটি নাইট্রোজেন অক্সাইড সেন্সর বা সেন্সর সাধারণত একটি উচ্চ-তাপমাত্রার যন্ত্র যা একটি অটোমোবাইল, ট্রাক টেলপাইপ বা স্মোকস্ট্যাকের মতো জ্বলন পরিবেশে নাইট্রোজেন অক্সাইড সনাক্ত করার জন্য নির্মিত। সংক্ষিপ্ত বিবরণ এই শব্দটি নাইট্রোজেন অক্সাইডের বিভিন্ন রূপের প্রতিনিধিত্ব করে যেমন এনও (নাইট্রিক অক্সাইড), এনও2 (নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইড) এবং এন2ও (নাইট্রাস অক্সাইড, যা লাফিং গ্যাস নামেও পরিচিত)। একটি পেট্রোল ইঞ্জিনে, NO হল প্রায় 93 শতাংশের সবচেয়ে সাধারণ রূপ, যেখানে NO2 হল প্রায় 5 শতাংশ এবং বাকি হল N2O। এর অন্যান্য রূপ রয়েছে যেমন এন2ও4 (এনও2-এর ডাইমার), যা শুধুমাত্র নিম্ন তাপমাত্রায় বিদ্যমান, এবং উদাহরণস্বরূপ এন2ও5। এদিকে, ডিজেল ইঞ্জিনের ক্ষেত্রে নির্গমন পরিস্থিতি ভিন্ন। তাদের অনেক বেশি জ্বলন তাপমাত্রার কারণে (তাদের উচ্চ সিলিন্ডার সংকোচনের অনুপাতের পাশাপাশি টার্বোচার্জিং বা সুপারচার্জিংয়ের ফলে), ডিজেল ইঞ্জিনগুলি স্পার্ক-ইগনিশন পেট্রোল ইঞ্জিনের তুলনায় অনেক বেশি ইঞ্জিন-আউট নির্গমন উত্পাদন করে। সিলেক্টিভ ক্যাটালাইটিক রিডাকশন (এস. সি. আর)-এর সাম্প্রতিক প্রাপ্যতা সঠিকভাবে সজ্জিত ডিজেল ইঞ্জিনগুলিকে 3-মুখী অনুঘটক সহ একটি সাধারণ পেট্রোল ইঞ্জিনের তুলনায় টেলপাইপে অনুরূপ মান নির্গত করতে দেয়। এসসিআর অ্যাডব্লু দ্রবণ যোগ করে ক্ষতিকারক নাইট্রোজেন অক্সাইড পরিবর্তন করে যা পরিবেশ দূষণ হ্রাস করে এবং নিষ্কাশন ব্যবস্থাকে রক্ষা করে। উপরন্তু, ডিজেল জারণ অনুঘটক ডিজেল নিষ্কাশন গ্যাসগুলিতে অতিরিক্ত অক্সিজেন ব্যবহার করে NO-এর 50 শতাংশের বেশি জারণ করে NO2-এর ভগ্নাংশকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। একটি সেন্সর বিকাশের ড্রাইভ পরিবেশগত কারণ থেকে উদ্ভূত হয়। গ্যাসগুলি ধোঁয়াশা এবং অ্যাসিড বৃষ্টির মতো বিভিন্ন সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। বিশ্বজুড়ে অনেক সরকার তাদের নির্গমন সীমাবদ্ধ করার জন্য আইন পাস করেছে (অন্যান্য দহন গ্যাস যেমন এসওএক্স (সালফারের অক্সাইড), সিও (কার্বন মনোক্সাইড) এবং সিও2 (কার্বন ডাই অক্সাইড) এবং হাইড্রোকার্বন)। সংস্থাগুলি বুঝতে পেরেছে যে নির্গমন হ্রাস করার একটি উপায় হল প্রথমে সেগুলি সনাক্ত করা এবং তারপরে দহন প্রক্রিয়ায় কোনও ধরণের প্রতিক্রিয়া লুপ নিয়োগ করা, যার ফলে উদাহরণস্বরূপ, দহন অপ্টিমাইজেশন বা ট্র্যাপগুলির পুনর্জন্মের মাধ্যমে উৎপাদন হ্রাস করা সম্ভব হয়। অতএব, নিষ্কাশন-গ্যাস চিকিত্সা ব্যবস্থার সাথে অনেক প্রয়োগে, একটি এনওএক্স সেন্সর নিষ্কাশন-গ্যাস চিকিত্সা ব্যবস্থার (উজানে) উজানে ব্যবহার করা হয় এবং একটি দ্বিতীয় সেন্সর নিষ্কাশন-গ্যাস চিকিত্সা ব্যবস্থার নিচের দিকে ব্যবহার করা হয়। আপস্ট্রিম সেন্সরটি পূর্বোক্ত প্রতিক্রিয়া লুপের জন্য ব্যবহৃত হয়। এদিকে, ডাউনস্ট্রিম সেন্সরটি মূলত আইনসম্মত নির্গমন সীমা অতিক্রম করা হয়নি তা নিশ্চিত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। চ্যালেঞ্জ কঠোর পরিবেশ জ্বলন পরিবেশের উচ্চ তাপমাত্রার কারণে, শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ধরনের উপাদানগুলি সিটুতে কাজ করতে পারে। বেশিরভাগ সেন্সর সিরামিক ধরনের ধাতব অক্সাইড দিয়ে তৈরি করা হয়েছে, যার মধ্যে সবচেয়ে সাধারণ হল ইট্রিয়া-স্টেবিলাইজড জিরকোনিয়া (ওয়াইএসজেড), যা বর্তমানে কয়েক দশক পুরনো অক্সিজেন সেন্সরে ব্যবহৃত হয়। ওয়াইএসজেড একটি ঘন সিরামিকের মধ্যে সংকুচিত হয় এবং 400 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং তার উপরে একটি টেলপাইপের উচ্চ তাপমাত্রায় অক্সিজেন আয়ন (ও2−) পরিচালনা করে। সেন্সর থেকে একটি সংকেত পেতে উচ্চ-তাপমাত্রার বিদ্যুদ্বাহকগুলির একটি জোড়া যেমন উন্নত ধাতু (প্ল্যাটিনাম, সোনা বা প্যালেডিয়াম) বা অন্যান্য ধাতব অক্সাইডগুলি পৃষ্ঠের উপর স্থাপন করা হয় এবং একটি বৈদ্যুতিক সংকেত যেমন ভোল্টেজ বা কারেন্টের পরিবর্তনকে ঘনত্বের একটি ফাংশন হিসাবে পরিমাপ করা হয়। উচ্চ সংবেদনশীলতা এবং স্থায়িত্ব প্রয়োজন NO-এর মাত্রা 100-2000 পিপিএম (পার্টস পার মিলিয়ন) এবং NO2 20-200 পিপিএম-এর কাছাকাছি 1-10% O2-এর পরিসরে থাকে। এই স্তরগুলি ধরার জন্য সেন্সরটিকে খুব সংবেদনশীল হতে হবে। সেন্সর বিকাশের প্রধান চ্যালেঞ্জগুলি হল নির্বাচনযোগ্যতা, সংবেদনশীলতা, স্থিতিশীলতা, পুনরুত্পাদনযোগ্যতা, প্রতিক্রিয়া সময়, সনাক্তকরণের সীমা এবং খরচ। উপরন্তু জ্বলন কঠোর পরিবেশের কারণে উচ্চ গ্যাস প্রবাহের হার সেন্সরকে শীতল করতে পারে যা সংকেত পরিবর্তন করে বা এটি সময়ের সাথে সাথে বিদ্যুদ্বাহকগুলিকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে এবং কালি কণা উপকরণগুলিকে অবনমিত করতে পারে। এই ধরনের গ্যাস সেন্সরগুলির অন্যতম প্রধান চ্যালেঞ্জ হল আর্দ্রতা। সংকেত প্রতিক্রিয়ার উপর আপেক্ষিক প্রভাব সংবেদক প্রকারের জন্য অত্যন্ত বিষয়গত। ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সেন্সরগুলি বেশিরভাগই আর্দ্রতার প্রভাব থেকে প্রতিরোধী কারণ জলের অণুগুলি তড়িৎবিশ্লেষ্যের ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করতে সহায়তা করে তবে শুষ্ক গ্যাসের দীর্ঘমেয়াদী এক্সপোজার তড়িৎবিশ্লেষ্যের দ্রাবক ঘনত্বকে হ্রাস করতে পারে। লক্ষ্য গ্যাস এবং জলের অণুগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রন বিনিময় ব্যবস্থার সাদৃশ্যের কারণে গ্যাস সেন্সরগুলিতে উচ্চ পরিমাণে ক্রস সংবেদনশীলতা লক্ষ্য করা গেছে। আরও দেখুন সেন্সরের তালিকা রেফারেন্স ইঞ্জিন সেন্সর গ্যাস সেন্সর