Detektionsprincip för CO elektrokemisk sensor för gasdetektor
Kolmonoxidgassensorn används i samband med larmet och är kärndetekteringskomponenten i larmet. Den är baserad på principen om konstant potentialelektrolys. När kolmonoxid diffunderar in i gassensorn genererar dess utgångsterminal en strömutgång, som ges till provtagningskretsen i larmet, och spelar en roll för att omvandla kemisk energi till elektrisk energi. När gaskoncentrationen ändras ändras även gassensorns utström proportionellt. Larmets mellankrets omvandlar och förstärker utsignalen för att driva olika exekveringsenheter, och fullbordar detekterings- och larmfunktionerna för ljud, ljus och elektricitet. Tillsammans med motsvarande styrenhet bildar den ett miljödetekterings- eller övervakningslarmsystem.
När kolmonoxidgas diffunderar till ytan av arbetselektroden genom porerna på det yttre skalet och det andningsbara membranet, genomgår den oxidation på arbetselektroden under den katalytiska verkan av arbetselektroden. Den kemiska reaktionsformeln är:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
H+jonerna och elektronerna som genereras av oxidationsreaktionen på arbetselektroden överförs till motelektroden på ett visst avstånd från arbetselektroden genom elektrolyten och genomgår en reduktionsreaktion med syre i vattnet. Den kemiska reaktionsformeln är:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Därför inträffar en reversibel oxidations-reduktionsreaktion inuti sensorn. Den kemiska reaktionsformeln är:
2CO+2O2 → 2CO2
Den reversibla oxidations-reduktionsreaktionen sker alltid mellan arbetselektroden och motelektroden och genererar en potentialskillnad mellan elektroderna.
På grund av polariseringen av elektroderna orsakad av reaktioner som inträffar på båda elektroderna är det emellertid svårt att upprätthålla en konstant interelektrodpotential, vilket också begränsar det detekterbara området för kolmonoxidkoncentration.
För att upprätthålla en konstant interelektrodpotential lade vi till en referenselektrod. I en elektrokemisk gassensor med tre elektroder reflekterar utgångsterminalen potentialändringen mellan referenselektroden och arbetselektroden. Eftersom referenselektroden inte deltar i oxidations- eller reduktionsreaktioner kan den upprätthålla en konstant potential mellan elektroderna (dvs konstant potential), och potentialförändringen är direkt relaterad till förändringen i kolmonoxidkoncentration. När en gassensor genererar en utström är dess storlek proportionell mot koncentrationen av gasen. Genom att använda en extern krets för att mäta utströmmen från sensorn genom elektrodledningar, kan koncentrationen av kolmonoxid detekteras med ett brett linjärt mätområde. På detta sätt är det möjligt att detektera och övervaka kolmonoxidgas genom att ansluta en extern signalupptagningskrets och motsvarande omvandlings- och utmatningskretsar till gassensorn.
