Princip detekce CO elektrochemického senzoru detektoru plynů
Elektrochemický plynový senzor oxidu uhelnatého má uzavřenou konstrukci a jeho struktura se skládá z elektrod, filtrů, membrán propustných pro plyn, elektrolytů, elektrodových vodičů (kolíků) a krytů.
Senzor oxidu uhelnatého se používá ve spojení s alarmem a je základním detekčním prvkem v alarmu. Jako základní princip využívá elektrolýzu konstantního potenciálu. Když oxid uhelnatý difunduje k senzoru plynu, jeho výstupní svorka generuje proudový výstup, který je přiváděn do vzorkovacího obvodu v alarmu a hraje roli při přeměně chemické energie na elektrickou energii. Když se změní koncentrace plynu, výstupní proud plynového senzoru se také proporcionálně změní a výstup se převede a zesílí meziobvodem alarmu, aby poháněl různé akční členy, aby se dokončily funkce detekce a alarmu zvuku, světla a elektřiny, a odpovídající Ovládací zařízení společně tvoří systém detekce prostředí nebo monitorovací poplašný systém.
Když plynný oxid uhelnatý difunduje k povrchu pracovní elektrody plynovými otvory na plášti přes membránu propustnou pro plyn, za katalýzy pracovní elektrody se oxid uhelnatý na pracovní elektrodě oxiduje. Jeho vzorec chemické reakce je:
CO plus H2O→CO2 plus 2H plus plus 2e-
Ionty a elektrony H plus generované oxidační reakcí na pracovní elektrodě se přenášejí na protielektrodu v určité vzdálenosti od pracovní elektrody přes elektrolyt a podléhají redukční reakci s kyslíkem ve vodě. Jeho vzorec chemické reakce je:
1/202 plus 2H plus plus 2e-→H20
Uvnitř senzoru proto dochází k reverzibilní oxidačně-redukční reakci. Jeho vzorec chemické reakce je:
2CO plus 2O2→2CO2
Tato reverzibilní oxidačně-redukční reakce vždy probíhá mezi pracovní elektrodou a protielektrodou a generuje potenciálový rozdíl mezi elektrodami.
Protože však reakce probíhající na dvou elektrodách budou elektrody polarizovat, je obtížné udržet konstantní mezielektrodový potenciál, čímž se omezí detekovatelný rozsah koncentrace oxidu uhelnatého.
Abychom udrželi konstantní potenciál mezi elektrodami, přidali jsme referenční elektrodu. U tříelektrodového elektrochemického senzoru plynu odráží výstupní svorka změnu potenciálu mezi referenční elektrodou a pracovní elektrodou. Protože se referenční elektroda neúčastní oxidační ani redukční reakce, může udržovat potenciál mezi elektrodami konstantní. (To znamená konstantní potenciál), změna potenciálu v tomto okamžiku přímo souvisí se změnou stejné koncentrace oxidu uhličitého. Když senzor plynu produkuje výstupní proud, jeho velikost je úměrná koncentraci plynu. Koncentraci oxidu uhelnatého lze detekovat měřením výstupního proudu snímače s vnějším obvodem přes vodič elektrody a má široký lineární rozsah měření. Tímto způsobem může být detekce a monitorování plynu oxidu uhelnatého realizováno externím připojením obvodu pro získávání signálu a odpovídajícího převodního a výstupního obvodu k senzoru plynu.
