Принцип на откриване на електрохимичен сензор за CO за газови детектори
Електрохимичният газов сензор за въглероден окис е проектиран със затворена структура, която се състои от електроди, филтри, дишаща мембрана, електролит, електродни проводници (щифтове) и корпус.
Сензорът за въглероден окис и алармата, поддържащи използването на аларми, са в основата на алармата в елемента за откриване, това е електролиза с фиксиран потенциал като основен принцип. Когато въглеродният окис дифундира в газовия сензор, неговият изходен терминал генерира изходен ток, който се предоставя на веригата за вземане на проби в алармата и играе ролята на преобразуване на химическата енергия в електрическа енергия. Когато концентрацията на газ се промени, изходният ток на сензора за газ също се променя пропорционално, който се преобразува и усилва от междинната верига на алармата, за да управлява различни задействащи устройства за завършване на функциите за откриване и аларма като акустични, оптични и електрически, които заедно със съответните контролни устройства представляват алармена система за откриване на околната среда или наблюдение.
Когато газът въглероден оксид дифундира към повърхността на работния електрод през въздушните отвори на черупката през пропускливата мембрана, под каталитичния ефект на работния електрод, газът въглероден оксид се окислява върху работния електрод. Формулата на химичната реакция е:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
H+ йоните и електроните, генерирани от реакцията на окисление на работния електрод, се прехвърлят към противоположния електрод, който се поддържа на определен интервал от работния електрод, през електролита и възниква реакцията на редукция с кислорода във водата. Формулата на химичната реакция е:
1/2O2+2H++2e-→H2O
По този начин в сензора възниква обратима окислително-редукционна реакция. Уравнението на химичната реакция е:
2CO+2O2 → 2CO2
Тази обратима окислително-редукционна реакция винаги протича между работния електрод и противоположния електрод и създава потенциална разлика между електродите.
Въпреки това, тъй като реакцията при двата електрода поляризира електродите, това затруднява поддържането на постоянен потенциал между електродите и следователно ограничава обхвата на концентрацията на въглероден окис, която може да бъде открита.
За да се поддържа постоянен междуполюсен потенциал, се добавя референтен електрод. В триелектродния електрохимичен газов сензор неговият изход отразява промяната на потенциала между референтния електрод и работния електрод, тъй като референтният електрод не участва в реакцията на окисление или редукция, така че може да направи потенциала между полюсите, за да поддържа постоянен (т.е. постоянен потенциал), когато промяната в потенциала е пряко свързана с промяната в концентрацията на въглероден окис. Когато газовият сензор произвежда изходен ток, неговата величина е пропорционална на концентрацията на газа. Чрез измерване на размера на изходния ток на сензора с външна верига през проводника на електрода може да се открие концентрацията на въглероден окис и има широк линеен диапазон на измерване. По този начин, чрез свързване на верига за получаване на сигнал и съответните вериги за преобразуване и изход към газовия сензор, газът въглероден окис може да бъде открит и наблюдаван.
