Querempfindlichkeit von Gassensoren (Ultimative Tabellen 2026)

Einführung

Es gibt keinen perfekten Gassensor. Alle Gassensoren reagieren auch auf andere Gase. Die Frage ist, in welchem Ausmaß? Die Definition dieses Ausmaßes der Empfindlichkeit nennt man Kreuzempfindlichkeit.

Was ist Kreuzempfindlichkeit bei Gassensoren?

Obwohl ein Sensor hauptsächlich zur Erkennung eines bestimmten Gases entwickelt wurde, zeigt er auch eine Reaktion auf andere Gase. Diese Kreuzempfindlichkeit kann potenziell zu ungenauen Messungen oder Fehlalarmen führen, wenn sie nicht korrekt berücksichtigt wird.

Welche Faktoren bestimmen die Kreuzempfindlichkeit?

Die Grundlagen elektrochemischer Gassensoren und metalloxid-halbleitender Gassensoren beruhen auf der Oxidation oder Reduktion des Zielgases an der Elektrodenoberfläche, die einen Strom erzeugt, der proportional zur Gaskonzentration ist. Kreuzempfindlichkeit tritt auf, wenn andere Gase ebenfalls mit der Elektrodenoberfläche reagieren und einen Strom erzeugen, der das Zielgassignal stört. Das Ausmaß der Kreuzempfindlichkeit hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Elektrodenmaterial, der Gasdiffusionsrate, den Testdurchflussraten, dem Alter des Sensors, der Kalibrierungsexpositionszeit, der Einweichzeit, der Erholungszeit seit der vorherigen Exposition sowie der Betriebstemperatur und Luftfeuchtigkeit. 

Wie kann ich Kreuzempfindlichkeiten minimieren?

Um Kreuzempfindlichkeiten zu minimieren, können verschiedene Strategien angewendet werden, wie z. B. die Verwendung von Gasfiltern, die Optimierung des Sensordesigns sowie die Anwendung von Kalibrierungs- und Kompensationstechniken.

Welche Arten von Kreuzempfindlichkeiten gibt es?

• Positive Reaktion: Der Sensor reagiert auf das Zielgas und ein weiteres Gas. Diese Reaktion vermittelt dem Benutzer den Eindruck, dass Zielgas vorhanden ist, obwohl dies nicht der Fall ist, oder dass mehr Zielgas vorhanden ist, als tatsächlich vorhanden ist. Das Ergebnis ist eine Überlagerung.
• Negative Reaktion: Der Sensor zeigt eine verringerte Reaktion auf das Zielgas und kann die positive Reaktion auf das Zielgas neutralisieren. Dies tritt häufig auf, wenn sowohl reduzierende als auch oxidierende Gase vorhanden sind, die das Sensorsignal gegenseitig aufheben können. Aus Sicherheitsgründen stellt eine negative Kreuzempfindlichkeit ein höheres Risiko dar als eine positive, da sie die Reaktion auf das Zielgas abschwächt und einen Alarm verhindern kann.
• Hemmung: Ein Gas oder eine Gaszusammensetzung hemmt die Erkennung des Zielgasanalyten, sodass keine positive Sensorsignalisierung erfolgt.

Kreuzempfindlichkeit und Ersatzgas

In einigen Fällen wird das Kreuzempfindlichkeitsverhalten eines Sensors für Kalibrierungszwecke genutzt. Dies geschieht nur, wenn das Zielgas in Form von Kalibriergas nicht verfügbar ist. Beispiele hierfür sind Wasserstoffperoxid und Chlordioxid-Gas. In diesen Fällen darf die Ersatzkalibrierung nur in einer kontrollierten Laborumgebung durchgeführt werden, da die Größenordnungen der Kreuzempfindlichkeit durch Temperatur, Expositionszeit, Einwirkzeit, Sensoralter, Luftfeuchtigkeit und Gasdurchflussraten variieren können. 

Kreuzempfindlichkeitstabellen

Wir haben das zusammengestellt, was wir für die umfassendsten Kreuzempfindlichkeitstabellen halten. Diese Daten wurden über viele Jahre Erfahrung und Tests sowie durch eine gründliche Literaturauswertung zahlreicher vertrauenswürdiger Gassensorlieferanten gesammelt. 

Behandeln Sie die Tabellen als Schätzwerte, da die Größenordnungen der Kreuzempfindlichkeit je nach Sensordesign und Testbedingungen um bis zu +/-100 % variieren können. Die angegebenen Werte basieren auf einer Testtemperatur von 20 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 50 % rF.

Außerdem werden Gasgemische (Gasmatrix) selten getestet, und Ergebnisse mit Mischgasen sind unvorhersehbar. Die Tabelle ist alphabetisch geordnet.

Acrylnitril (C3H3N)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C3H3N)
Acetylen	10	10
Schwefelwasserstoff	50	< 1,0
Schwefeldioxid	10	< 1,0
Stickstoffmonoxid	50	< 1,0
Formaldehyd	10	< 1,0
Ammoniak	50	0.0
Kohlenmonoxid	100	< 1,0
Ethylen	100	< 1,0
Vinylchlorid	100	< 1,0
Ethanol	200	< 1,0

 
Acetylen (C2H2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C2H2)
Acetylen	10	10
Schwefelwasserstoff	50	< 1,0
Schwefeldioxid	10	< 1,0
Stickstoffmonoxid	50	< 1,0
Formaldehyd	10	< 1,0
Ammoniak	50	0.0
Kohlenmonoxid	100	< 1,0
Ethylen	100	< 1,0
Vinylchlorid	100	< 1,0
Ethanol	200	< 1,0

 
AAlkohol

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C4H8)
Methanol	50	50
Isobutylen*	50	60
Ethanol	50	20
Isopropanol	50	30

 
Säure 

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm NO2)
Stickstoffdioxid*	10	10
Ameisensäure	10	20
Essigsäure	10	2
HCl	10	1

Ammoniak (NH3)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm NH3)
Ammoniak	10	10
Schwefelwasserstoff*	25	50
Kohlendioxid	5,000	0.0
Kohlenmonoxid	100	0.0
Wasserstoff	1,000	0.0
Isobutylen	100	0.0
Ethanol	200	< 1,0

 
Arsin (AsH3)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm AsH3)
Arsin	10	10
Schwefeldioxid	10	1.5
Stickstoffmonoxid	35	-0.5
Ammoniak	30	0.0
Wasserstoff	1000	0.7
Stickstoffdioxid	10	-2.0
Schwefelwasserstoff	2	1.8
Kohlendioxid	5000	0.0
Chlor	10	-1.3
Ethylen	50	0.0
Kohlenmonoxid	100	0.9

 
Benzol (C6H6)

Sensortyp: Photoionisationsdetektor (PID-Sensor)

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C6H6)
Benzol	10	10
Aceton	10	12
Isobutylen*	10	7
Xylol	10	5
Toluol	10	6

Referenz: Blackline und Ion

Brom (Br2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm Br2)
Brom	10	10
Ethylen	100	0
Formaldehyd	7	0
Kohlenmonoxid	300	0
Ethanol	60	0
Wasserstoff	100	0
Schwefelwasserstoff	20	< -10
Chlorwasserstoff	20	0
Stickstoffdioxid	10	12
Ozon*	1	2

 
Kohlenstoffdisulfid (CS₂)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm CS₂)
Kohlenstoffdisulfid	100	100
Ethylen	100	< 2
Kohlenmonoxid*	200	100
Wasserstoff	100	0
Schwefelwasserstoff	20	0
Stickstoffmonoxid	100	0
Stickstoffdioxid	20	0
Phosphin	20	0
Schwefeldioxid	100	0

 
Kohlenmonoxid (CO)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm CO)
Kohlenmonoxid	10	10
Schwefelwasserstoff	15	-0.1
Schwefeldioxid	10	-0.2
Stickstoffmonoxid	50	-16.0
Stickstoffdioxid	10	-2.6
Ammoniak	50	0.0
Wasserstoff	100	24.0
Ethylen	100	10.0
Chlor	15	-0.5
Ethanol	200	1.5

 
Chlor (Cl2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm Cl2)
Chlor	10	10
Schwefelwasserstoff	10	-12.0
Schwefeldioxid	20	0.0
Stickstoffmonoxid	10	0.1
Stickstoffdioxid	10	20
Ozon*	10	20
Kohlenmonoxid	100	0.0
Ammoniak	100	0.1
Wasserstoff	1,000	-0.1
Kohlendioxid	30,000	0.0

Chlordioxid (ClO₂)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor 

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm ClO2)
Chlordioxid	10	10
Schwefelwasserstoff	20	-5.0
Stickstoffdioxid	10	16.0
Kohlenmonoxid	100	0.0
Wasserstoff	3,000	0.0
Chlor*	10	13
Kohlendioxid	5,000	0.0
Ozon*	10	30

 
Cyclohexanol (C6H12O)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C6H12O)
Cyclohexanol	10	10
Kohlendioxid	3000	0
Kohlenmonoxid	25	100
Methan	1000	0

 
Diboran (B2H6)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm B2H6)
Diboran	10	10
Schwefelwasserstoff *	5	2.5
Schwefeldioxid	20	3.7
Phosphin	5	5
Ammoniak	100	0
Kohlenmonoxid	100	0
Kohlendioxid	5000	0

 
Ethylen (C2H4)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C2H4)
Ethylen	10	10
Schwefelwasserstoff	50	< 1,0
Schwefeldioxid	100	< 1,0
Stickstoffmonoxid*	100	60.0
Formaldehyd	10	< 1,0
Ammoniak	50	0.0
Kohlenmonoxid	100	< 1,0
Acetylen*	10	15.0
Vinylchlorid	100	< 1,0
Ethanol	500	< 1,0

Ethylenglykol (C2H4O)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm ETO)
Ethylenglykol	50	50
Kohlenmonoxid	25	10.0
Isobutylen*	50	45.0
Ethylen	50	35.0
Acetylen	50	35.0
Ethanol	100	45.0
Methanol	30	25.0
Ameisensäure	100	30.0

 
Formaldehyd (CH2O)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm CH2O)
Formaldehyd	10	10
Kohlenmonoxid	50	1.6
Schwefeldioxid*	10	8
Essigsäure	2,000	-0.3
Ethylen	100	0.3
Methanol	100	0.1
Isopropanol	100	0.1

 
Fluor (F2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm F2)
Fluor	10	10
Alkohole	1000	0
Arsin	0.2	-0,03
Kohlendioxid	5000	0
Kohlenmonoxid	100	0
Chlor	1	1.4
Diboran	0.25	-0.01
Kohlenwasserstoffe	% Bereich	0
Salzsäure	5	-7
Wasserstoff	10000	0
Blausäure	1	-0.05
Schwefelwasserstoff	1	-2
Stickstoff	100%	0
Stickstoffdioxid	10	8
Ozon	0.25	0.3
Phosphin	0.3	ca. -0,1 ppm; n/v
Schwefeldioxid	20	-0.2

 
Hydrazin (N2H4)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm N2H4)
Hydrazin	10	10
Ammoniak	1.2	1
Kohlendioxid	1000	0
Kohlenmonoxid	1	1.8
Methan	1000	0
Methylhydrazin	1	0.8

 
Wasserstoff (H2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm H2)
Wasserstoff	100	100
Schwefelwasserstoff	25	0.0
Schwefeldioxid	5	0.0
Kohlenmonoxid	50	200.0
Stickstoffmonoxid	35	< 10,0
Stickstoffdioxid	5	0.0
Ethylen	100	80.0
Chlor	10	0.0

 
Bromwasserstoff (HBr)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm HBr)
Bromwasserstoff	10	10
Chlor	20	-8
Kohlenmonoxid	100	1
Wasserstoff	1,000	<1
Stickstoffdioxid*	10	2
Schwefeldioxid	20	52
Ethylen	100	1
Schwefelwasserstoff	5	60

 
Salzsäure (HCl)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm HCl)
Chlorwasserstoff	10	10
Kohlenmonoxid	100	0.0
Schwefeldioxid*	10	25.0
Stickstoffmonoxid	20	50.0
Stickstoffdioxid	10	1.0
Wasserstoff	2,000	0.0
Schwefelwasserstoff	25	100.0
Stickstoff	100%	0.0
Chlor	20	-5.0

 
Blausäure (HCN)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm HCN)
Blausäure	10	10
Kohlenmonoxid	300	0.0
Schwefeldioxid*	5	18.1
Stickstoffmonoxid	35	0.0
Stickstoffdioxid	5	-9.5
Schwefelwasserstoff	5	14.9
Ethylen	100	0.0
Kohlendioxid	5000	0.0
Ethanol	600	0.0

 
Flusssäure (HF)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm HF)
Flusssäure	10	10
Schwefelwasserstoff	25	-1.0
Schwefeldioxid	20	-0.2
Stickstoffmonoxid	50	0.0
Stickstoffdioxid*	5	5
Kohlenmonoxid	100	0.0
Wasserstoff	1,000	0.0

 
Wasserstoffperoxid (H2O2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm H2O2)
Wasserstoffperoxid	10	10
Schwefeldioxid	20	20

Schwefelwasserstoff (H₂S)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm H2S)
Schwefelwasserstoff	10	10
Kohlenmonoxid	100	0.0
Stickstoffmonoxid	50	-0.7
Stickstoffdioxid	10	-2.1
Ammoniak	50	3.8
Wasserstoff	1,000	0.0
Chlor	15	-7.8
Schwefeldioxid	20	16.1
Ethylen	100	0.0
Ethanol	2,000	0.0

 
Mercaptan (CH4S)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm CH4S)
Methanthiol	10	10
Kohlenmonoxid	50	< 5,5
Schwefeldioxid	5	< 2,1
Stickstoffdioxid	5	< -3,5
Stickstoffmonoxid	25	0.0
Ammoniak	50	0.0
Wasserstoff	1,000	< 10,0
Schwefelwasserstoff	25	40.0

 
Stickstoffmonoxid (NO)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm NO)
Stickstoffmonoxid	10	10
Schwefelwasserstoff*	25	11.0
Kohlenmonoxid	100	0.0
Stickstoffdioxid	5	< 0,2
Schwefeldioxid	5	< 0,3
Ethylen	100	0.0
Wasserstoff	1,000	< 0,3

 
Stickstoffdioxid (NO₂)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm NO2)
Stickstoffdioxid	10	10
Schwefelwasserstoff	15	< -5,0
Kohlenmonoxid	300	0.0
Stickstoffmonoxid	35	0.0
Chlor	10	1
Schwefeldioxid	5	-5.0
Ozon*	10	5

 
Ozon (O₃)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm O3)
Ozon	10	10
Schwefelwasserstoff	20	-4.0
Schwefeldioxid	20	< 1,0
Stickstoffmonoxid	50	< 1,0
Stickstoffdioxid	10	10
Kohlenmonoxid	100	0.0
Ammoniak	100	0.0
Wasserstoff	1,000	0.0
Chlor	10	9.0
Kohlendioxid	10,000	0.0

 
Sauerstoff (O₂)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration	Ausgangssignal (in %O2-Äquivalent)
Sauerstoff	10%	10%
Kohlendioxid	5%	0.1%
Wasserstoff	0.2%	-0.2%

 
Phosgen (COCl2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm COCl2)
Phosgen	10	10
Chlor	5	26.4
Kohlendioxid	3,000	0.0
Kohlenmonoxid	50	0.0
Wasserstoff	1,000	0.0
Schwefelwasserstoff	5	-3.3
Ammoniak	10	-2.5
Stickstoffmonoxid	10	0.0

 
Phosphin (PH₃)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm PH3)
Phosphin	10	10
Schwefelwasserstoff*	15	12.0
Schwefeldioxid	20	6.2
Ammoniak	50	0.0
Wasserstoff	1,000	0.0
Kohlenmonoxid	1,000	0.0
Ethylen	100	0.0

 
Silan (SiH4)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm SiH4)
Silan	10	10
Schwefeldioxid	20	6.6
Stickstoffmonoxid	50	0.0
Ammoniak	50	0.0
Kohlenmonoxid	100	4.1
Stickstoffdioxid	10	-3.1
Schwefelwasserstoff	2	1.7
Chlor	15	-3.9

 
Schwefeldioxid (SO2)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm SO2)
Schwefeldioxid	10	10
Schwefelwasserstoff	15	0.1
Kohlenmonoxid	100	0.0
Stickstoffmonoxid	50	0.1
Stickstoffdioxid	5	-5.5
Wasserstoff	1,000	0.2
Ammoniak	20	0.0
Chlor	5	-1.5
Acetylen	10	< 2,0
Ethylen	50	0.2

 
Styrol

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm VOC)
Styrol	10	10
Isobutylen *	10	10
Ethylen	5	3.16
Formaldehyd	5	6
Methylmercaptan	5	7
Ethylenglykol	5	3.83
Ethanol	5	1.83
Kohlenstoffdisulfid	5	1.23
Dimethyldisulfid	2	6.8
Methanol	5	5.95
Methylsulfid	5	8.97
Styrol	0.5	7.5
Benzol	5	1.1
Toluol	5	0.81
O-Xylol	5	0.58
Kraftstoffverdunstung  (dimensionslos)	/	Gut reagiert
Acrylnitril	/	Gut reagiert
Acetylen	/	Gut reagiert
Ameisensäure	5	5.36
Essigsäure	5	1.1
Kohlenmonoxid	5	3.38
Chlorwasserstoff	5	0.27
Blausäure	5	0.36
Ammoniak	5	1.5
Wasserstoff	5	1.15
Trimethylamin	5	0.65
Stickstoffdioxid	5	1.86

Tetrahydrothiofen (C4H8S) THT

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration ( mg/m3)	Ausgangssignal (in mg/m3 C4H8S)
Tetrahydrothiofen	10	10
Schwefelwasserstoff	25	8.5
Kohlenmonoxid	50	0.1
Stickstoffmonoxid	35	< 130,0
Schwefeldioxid	5	0.0
Stickstoffdioxid *	10	16.0

Vinylchlorid (C2H3Cl)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm C2H3Cl)
Vinylchlorid	10	10
Kohlenmonoxid	25	15.0
Isobutylen	50	35.0
Ethylen	50	65.0
Acetylen	50	85.0
Ethanol	100	55.0

Flüchtige organische Verbindung (VOC)

Sensortyp: Elektrochemischer Gassensor

Gas	Konzentration (ppm)	Ausgangssignal (in ppm VOC)
Flüchtige organische Verbindung	10	10
Isobuten	5	5
Ethylen	5	3.16
Formaldehyd	5	6
Methylmercaptan	5	7
Ethylenglykol	5	3.83
Ethanol	5	1.83
Kohlenstoffdisulfid	5	1.23
Dimethyldisulfid	2	6.8
Methanol	5	5.95
Methylsulfid	5	8.97
Styrol	0.5	7.5
Benzol	5	1.1
Toluol	5	0.81
O-Xylol	5	0.58
Kraftstoffverdunstung  (dimensionslos)	/	Gut reagiert
Acrylnitril	/	Gut reagiert
Acetylen	/	Gut reagiert
Ameisensäure	5	5.36
Essigsäure	5	1.1
Kohlenmonoxid	5	3.38
Chlorwasserstoff	5	0.27
Blausäure	5	0.36
Ammoniak	5	1.5
Wasserstoff	5	1.15
Trimethylamin	5	0.65
Stickstoffdioxid	5	1.86