Principi de detecció de sensors electroquímics de CO en detectors de gas
El sensor de gas de monòxid de carboni s'utilitza juntament amb l'alarma i és el component bàsic de detecció de l'alarma. Es basa en el principi d'electròlisi de potencial constant. Quan el monòxid de carboni es difon al sensor de gas, el seu terminal de sortida genera una sortida de corrent, que es proporciona al circuit de mostreig de l'alarma, jugant un paper en la conversió d'energia química en energia elèctrica. Quan la concentració de gas canvia, el corrent de sortida del sensor de gas també canvia proporcionalment. El circuit intermedi de l'alarma converteix i amplifica la sortida per impulsar diferents dispositius d'execució, completant les funcions de detecció i alarma de so, llum i electricitat. Juntament amb el dispositiu de control corresponent, forma un sistema d'alarma de detecció o vigilància ambiental.
Quan el gas monòxid de carboni es difon a la superfície de l'elèctrode de treball a través dels porus de la carcassa exterior i la membrana transpirable, s'oxida a l'elèctrode de treball sota l'acció catalítica de l'elèctrode de treball. La fórmula de la reacció química és:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Els ions H + i els electrons generats per la reacció d'oxidació a l'elèctrode de treball es transfereixen al contraelèctrode a una certa distància de l'elèctrode de treball a través de l'electròlit i experimenten una reacció de reducció amb l'oxigen de l'aigua. La fórmula de la reacció química és:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Per tant, es produeix una reacció d'oxidació-reducció reversible dins del sensor. La fórmula de la reacció química és:
2CO+2O2 →2CO2
Aquesta reacció d'oxidació-reducció reversible sempre es produeix entre l'elèctrode de treball i el contraelèctrode i genera una diferència de potencial entre els elèctrodes.
Tanmateix, a causa de la polarització dels elèctrodes causada per les reaccions que es produeixen en ambdós elèctrodes, és difícil mantenir un potencial constant entre elèctrodes, que també limita el rang detectable de concentració de monòxid de carboni.
Per mantenir un potencial constant entre elèctrodes, hem afegit un elèctrode de referència. En un sensor de gas electroquímic de tres elèctrodes, el terminal de sortida reflecteix el canvi potencial entre l'elèctrode de referència i l'elèctrode de treball. Com que l'elèctrode de referència no participa en reaccions d'oxidació o reducció, pot mantenir un potencial constant entre els elèctrodes (és a dir, potencial constant), i el canvi de potencial està directament relacionat amb el canvi de concentració de monòxid de carboni. Quan un sensor de gas genera un corrent de sortida, la seva magnitud és proporcional a la concentració del gas. Mitjançant l'ús d'un circuit extern per mesurar el corrent de sortida del sensor a través dels cables de l'elèctrode, la concentració de monòxid de carboni es pot detectar amb un ampli rang de mesura lineal. D'aquesta manera, connectant un circuit d'adquisició de senyal extern i els corresponents circuits de conversió i sortida al sensor de gas, és possible detectar i controlar el gas de monòxid de carboni.
