CO Elektrokemisk sensordetektionsprincip for gasdetektorer
Den elektrokemiske kuliltegassensor er designet med en lukket struktur, som er sammensat af elektroder, filtre, åndbar membran, elektrolyt, elektrodeledningsledninger (ben) og hus.
Kuliltegassensor og alarm, der understøtter brugen af alarmer, er kernen i alarmen i detektionselementet, det er en elektrolyse med fast potentiale som det grundlæggende princip. Når kulilte diffunderer ind i gassensoren, genererer dens udgangsterminal strømudgang, som leveres til prøvetagningskredsløbet i alarmen og spiller rollen som omdannelse af kemisk energi til elektrisk energi. Når gaskoncentrationen ændres, ændres udgangsstrømmen fra gassensoren også proportionalt, som konverteres og forstærkes af alarmens mellemkreds til at drive forskellige aktiveringsenheder til at fuldføre detekterings- og alarmfunktionerne såsom akustisk, optisk og elektrisk, som udgør sammen med de tilsvarende styreenheder et miljødetekterings- eller overvågningsalarmsystem.
Når carbonmonoxidgas diffunderer til overfladen af arbejdselektroden gennem lufthullerne på skallen via den permeable membran, under den katalytiske virkning af arbejdselektroden, oxideres carbonmonoxidgas på arbejdselektroden. Den kemiske reaktionsformel er:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
H+-ionerne og elektronerne, der dannes ved oxidationsreaktionen på arbejdselektroden, overføres til modelektroden, som holdes i et vist interval fra arbejdselektroden, gennem elektrolytten, og reduktionsreaktionen med ilten i vandet sker. Den kemiske reaktionsformel er:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Der opstår således en reversibel oxidations-reduktionsreaktion inde i sensoren. Den kemiske reaktionsligning er:
2CO+2O2 →2CO2
Denne reversible oxidations-reduktionsreaktion sker altid mellem arbejdselektroden og modelektroden og frembringer en potentialforskel mellem elektroderne.
Men da reaktionen ved begge elektroder polariserer elektroderne, gør dette det vanskeligt at opretholde et konstant inter-elektrodepotentiale og begrænser derfor området af kuliltekoncentrationer, der kan detekteres.
For at opretholde et konstant interpolært potentiale tilføjes en referenceelektrode. I den elektrokemiske gassensor med tre elektroder afspejler dens output potentialeændringen mellem referenceelektroden og arbejdselektroden, fordi referenceelektroden ikke deltager i oxidations- eller reduktionsreaktionen, så den kan skabe potentialet mellem polerne for at opretholde en konstant (dvs. et konstant potentiale), når ændringen i potentialet er direkte relateret til ændringen i carbonmonoxidkoncentrationen. Når gassensoren producerer en udgangsstrøm, er dens størrelse proportional med koncentrationen af gassen. Ved at måle størrelsen af sensorens udgangsstrøm med et eksternt kredsløb gennem elektrodeledningsledningen kan koncentrationen af kulilte detekteres, og der er et bredt lineært måleområde. På denne måde kan kuliltegas detekteres og overvåges ved at forbinde et signalopsamlingskredsløb og tilsvarende konverterings- og udgangskredsløb til gassensoren.
