Princip detekcije elektrohemijskog senzora CO za detektore gasa
Elektrohemijski senzor gasa ugljen monoksida dizajniran je sa zatvorenom strukturom, koja se sastoji od elektroda, filtera, membrane koja propušta vazduh, elektrolita, elektrodnih žica (inova) i kućišta.
Senzor plina ugljičnog monoksida i alarm koji podržava upotrebu alarma je srž alarma u elementu detekcije, to je elektroliza s fiksnim potencijalom kao osnovni princip. Kada ugljični monoksid difundira u senzor plina, njegov izlazni terminal generiše strujni izlaz, koji se daje krugu uzorkovanja u alarmu i igra ulogu pretvaranja kemijske energije u električnu energiju. Kada se koncentracija plina promijeni, proporcionalno se mijenja i izlazna struja senzora plina, koja se pretvara i pojačava međukrugom alarma za pokretanje različitih uređaja za aktiviranje kako bi se dovršile funkcije detekcije i alarma kao što su akustičke, optičke i električne, koje zajedno sa odgovarajućim kontrolnim uređajima čine alarmni sistem za detekciju ili praćenje okoline.
Kada plin ugljični monoksid difundira na površinu radne elektrode kroz otvore za zrak na ljusci preko propusne membrane, pod katalitičkim djelovanjem radne elektrode, plin ugljični monoksid oksidira se na radnoj elektrodi. Formula hemijske reakcije je:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
H+ joni i elektroni nastali reakcijom oksidacije na radnoj elektrodi prenose se na kontraelektrodu, koja se održava u određenom intervalu od radne elektrode, kroz elektrolit, i dolazi do reakcije redukcije s kisikom u vodi. Formula hemijske reakcije je:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Stoga se unutar senzora javlja reverzibilna reakcija oksidacije-redukcije. Jednačina hemijske reakcije je:
2CO+2O2 →2CO2
Ova reverzibilna reakcija oksidacije-redukcije uvijek se događa između radne elektrode i protuelektrode i stvara razliku potencijala između elektroda.
Međutim, budući da reakcija na obje elektrode polarizira elektrode, to otežava održavanje konstantnog međuelektrodnog potencijala i stoga ograničava raspon koncentracije ugljičnog monoksida koji se može detektirati.
Kako bi se održao konstantan interpolarni potencijal, dodaje se referentna elektroda. U troelektrodnom elektrohemijskom senzoru gasa, njegov izlaz odražava promjenu potencijala između referentne elektrode i radne elektrode, jer referentna elektroda ne sudjeluje u reakciji oksidacije ili redukcije, tako da može stvoriti potencijal između polova za održavanje konstantan (tj. konstantan potencijal), kada je promjena potencijala direktno povezana s promjenom koncentracije ugljičnog monoksida. Kada senzor plina proizvodi izlaznu struju, njegova veličina je proporcionalna koncentraciji plina. Mjerenjem veličine izlazne struje senzora s vanjskim krugom kroz žicu elektrode, može se detektirati koncentracija ugljičnog monoksida, a postoji širok raspon linearnog mjerenja. Na ovaj način, povezivanjem kruga za akviziciju signala i odgovarajućih pretvaračkih i izlaznih krugova na senzor plina, plin ugljični monoksid može se otkriti i pratiti.
