CO Elektrokemisk sensordetekteringsprincip för gasdetektorer
Den elektrokemiska kolmonoxidgassensorn är utformad med en sluten struktur, som består av elektroder, filter, andningsbart membran, elektrolyt, elektrodledningstrådar (stift) och hölje.
Kolmonoxidgassensor och larm som stödjer användningen av larm, är kärnan i larmet i detekteringselementet, det är en elektrolys med fast potential som grundprincip. När kolmonoxid diffunderar in i gassensorn genererar dess utgångsterminal strömutgång, som tillförs provtagningskretsen i larmet och spelar rollen som omvandling av kemisk energi till elektrisk energi. När gaskoncentrationen ändras ändras även gassensorns utström proportionellt, vilket omvandlas och förstärks av larmets mellankrets för att driva olika manöveranordningar för att slutföra detekterings- och larmfunktionerna såsom akustisk, optisk och elektrisk, som tillsammans med motsvarande styranordningar utgöra ett miljödetekterings- eller övervakningslarmsystem.
När kolmonoxidgas diffunderar till ytan av arbetselektroden genom lufthålen på skalet via det permeabla membranet, under den katalytiska effekten av arbetselektroden, oxideras kolmonoxidgas på arbetselektroden. Den kemiska reaktionsformeln är:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
H+-jonerna och elektronerna som genereras av oxidationsreaktionen på arbetselektroden överförs till motelektroden, som hålls med ett visst intervall från arbetselektroden, genom elektrolyten, och reduktionsreaktionen med syret i vattnet sker. Den kemiska reaktionsformeln är:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Således inträffar en reversibel oxidations-reduktionsreaktion inuti sensorn. Den kemiska reaktionsekvationen är:
2CO+2O2 →2CO2
Denna reversibla oxidations-reduktionsreaktion sker alltid mellan arbetselektroden och motelektroden och ger en potentialskillnad mellan elektroderna.
Men eftersom reaktionen vid båda elektroderna polariserar elektroderna gör detta det svårt att upprätthålla en konstant interelektrodpotential och begränsar därför intervallet för kolmonoxidkoncentration som kan detekteras.
För att upprätthålla en konstant interpolär potential läggs en referenselektrod till. I den elektrokemiska gassensorn med tre elektroder reflekterar dess uteffekt potentialändringen mellan referenselektroden och arbetselektroden, eftersom referenselektroden inte deltar i oxidations- eller reduktionsreaktionen, så den kan göra potentialen mellan polerna för att upprätthålla en konstant (dvs en konstant potential), när förändringen i potential är direkt relaterad till förändringen i kolmonoxidkoncentration. När gassensorn producerar en utström är dess storlek proportionell mot koncentrationen av gasen. Genom att mäta storleken på sensorns utström med en extern krets genom elektrodens ledningstråd kan koncentrationen av kolmonoxid detekteras och det finns ett brett linjärt mätområde. På detta sätt kan kolmonoxidgas detekteras och övervakas genom att ansluta en signalupptagningskrets och motsvarande omvandlings- och utmatningskretsar till gassensorn.
