Принцип на откриване на електрохимични сензори за CO в газови детектори
Газовият сензор за въглероден окис се използва заедно с алармата и е основният компонент за откриване на алармата. Основава се на принципа на електролизата с постоянен потенциал. Когато въглеродният окис дифундира в газовия сензор, неговият изходен терминал генерира токов изход, който се предоставя на веригата за вземане на проби в алармата, играейки роля в преобразуването на химическата енергия в електрическа. Когато концентрацията на газ се промени, изходният ток на газовия сензор също се променя пропорционално. Междинната верига на алармата преобразува и усилва изхода, за да задвижва различни устройства за изпълнение, завършвайки функциите за откриване и аларма на звук, светлина и електричество. Заедно със съответното устройство за управление, той образува алармена система за откриване на околната среда или наблюдение.
Когато газът въглероден окис дифундира върху повърхността на работния електрод през порите на външната обвивка и дишащата мембрана, той претърпява окисление върху работния електрод под каталитичното действие на 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 на определено разстояние от работния електрод през електролита и претърпяват реакция на редукция с кислорода във водата. Формулата на химичната реакция е:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Следователно вътре в сензора протича обратима окислително-редукционна реакция. Формулата на химичната реакция е:
2CO+2O2 → 2CO2
Тази обратима реакция на окисление-възстановяване винаги възниква между работния електрод и противоположния електрод и генерира потенциална разлика между електродите.
Въпреки това, поради поляризацията на електродите, причинена от реакции, протичащи и на двата електрода, е трудно да се поддържа постоянен междуелектроден потенциал, което също ограничава откриваемия диапазон на концентрацията на въглероден окис.
За да поддържаме постоянен междуелектроден потенциал, добавихме референтен електрод. В триелектроден електрохимичен газов сензор изходният извод отразява промяната на потенциала между референтния електрод и работния електрод. Тъй като референтният електрод не участва в реакции на окисление или редукция, той може да поддържа постоянен потенциал между електродите (т.е. постоянен потенциал), а промяната в потенциала е пряко свързана с промяната в концентрацията на въглероден окис. Когато газов сензор генерира изходен ток, неговата величина е пропорционална на концентрацията на газа. Чрез използване на външна верига за измерване на изходния ток на сензора през електродни проводници, концентрацията на въглероден окис може да бъде открита с широк линеен диапазон на измерване. По този начин, чрез свързване на външна верига за получаване на сигнал и съответните преобразуващи и изходни вериги към газовия сензор, е възможно да се открие и наблюдава въглеродния оксид.
