Princip detekcije CO elektrohemijskog senzora detektora gasa
Elektrohemijski senzor gasa ugljen monoksida ima dizajn zatvorene strukture, a njegova struktura se sastoji od elektroda, filtera, membrana propustljivih za gas, elektrolita, elektrodnih žica (inova) i kućišta.
Senzor plina ugljičnog monoksida koristi se zajedno s alarmom i glavni je element za detekciju u alarmu. Kao osnovni princip koristi elektrolizu konstantnog potencijala. Kada ugljični monoksid difundira do senzora plina, njegov izlazni terminal stvara strujni izlaz, koji se daje krugu uzorkovanja u alarmu i igra ulogu u pretvaranju kemijske energije u električnu energiju. Kada se koncentracija plina promijeni, izlazna struja plinskog senzora se također proporcionalno mijenja, a izlaz se pretvara i pojačava međukrugom alarma da pokreće različite aktuatore kako bi dovršili funkcije detekcije i alarma zvuka, svjetla i struje, i odgovarajući Kontrolni uređaji zajedno čine alarmni sistem za detekciju ili praćenje okoline.
Kada plin ugljični monoksid difundira na površinu radne elektrode kroz otvore za plin na ljusci kroz plinopropusnu membranu, pod katalizom radne elektrode, plin ugljični monoksid se oksidira na radnoj elektrodi. Formula njegove hemijske reakcije je:
CO plus H2O→CO2 plus 2H plus plus 2e-
H plus joni i elektroni nastali reakcijom oksidacije na radnoj elektrodi prenose se na kontraelektrodu na određenoj udaljenosti od radne elektrode kroz elektrolit i prolaze kroz reakciju redukcije s kisikom u vodi. Formula njegove hemijske reakcije je:
1/2O2 plus 2H plus plus 2e-→H2O
Stoga se unutar senzora javlja reverzibilna reakcija oksidacije-redukcije. Formula njegove hemijske reakcije je:
2CO plus 2O2→2CO2
Ova reverzibilna reakcija oksidacije-redukcije uvijek se događa između radne elektrode i protuelektrode i stvara razliku potencijala između elektroda.
Međutim, budući da će reakcije koje se odvijaju na dvije elektrode polarizirati elektrode, teško je održavati konstantan međuelektrodni potencijal, čime se ograničava opseg koncentracije ugljičnog monoksida koji se može detektirati.
Kako bismo održali konstantan potencijal između elektroda, dodali smo referentnu elektrodu. U elektrohemijskom senzoru gasa sa tri elektrode, izlazni terminal odražava promenu potencijala između referentne elektrode i radne elektrode. Budući da referentna elektroda ne sudjeluje u reakciji oksidacije ili redukcije, može održavati potencijal između elektroda konstantnim. (odnosno konstantnog potencijala), promjena potencijala u ovom trenutku je direktno povezana s promjenom iste koncentracije ugljičnog dioksida. Kada senzor plina proizvodi izlaznu struju, njegova veličina je proporcionalna koncentraciji plina. Koncentracija ugljičnog monoksida može se detektirati mjerenjem izlazne struje senzora sa eksternim krugom kroz žicu elektrode, a ima širok linearni raspon mjerenja. Na ovaj način, detekcija i praćenje plina ugljičnog monoksida može se ostvariti vanjskim povezivanjem kruga za akviziciju signala i odgovarajućeg pretvaračkog i izlaznog kruga na senzor plina.
