CO-elektrochemische sensordetectieprincipe voor gasdetectoren
De elektrochemische koolmonoxidegassensor is ontworpen met een gesloten structuur, die is samengesteld uit elektroden, filters, ademend membraan, elektrolyt, elektrodedraden (pinnen) en behuizing.
Koolmonoxidegassensor en -alarm dat het gebruik van alarmen ondersteunt, vormt de kern van het alarm in het detectie-element, het is een elektrolyse met vast potentiaal als basisprincipe. Wanneer koolmonoxide in de gassensor diffundeert, genereert de uitgangsterminal stroom die wordt geleverd aan het bemonsteringscircuit in het alarm en de rol speelt van het omzetten van chemische energie in elektrische energie. Wanneer de gasconcentratie verandert, verandert de uitgangsstroom van de gassensor ook proportioneel, die wordt omgezet en versterkt door het tussencircuit van het alarm om verschillende bedieningsapparaten aan te drijven om de detectie- en alarmfuncties te voltooien, zoals akoestisch, optisch en elektrisch, die vormen samen met de bijbehorende bedieningsapparaten een omgevingsdetectie- of monitoringalarmsysteem.
Wanneer koolmonoxidegas via het permeabele membraan naar het oppervlak van de werkelektrode diffundeert via de luchtgaten in de schaal, wordt onder het katalytische effect van de werkelektrode koolmonoxidegas op de werkelektrode geoxideerd. De chemische reactieformule is:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
De H+-ionen en elektronen die door de oxidatiereactie op de werkelektrode worden gegenereerd, worden via de elektrolyt overgebracht naar de tegenelektrode, die op een bepaald interval van de werkelektrode wordt gehouden, en de reductiereactie met de zuurstof in het water vindt plaats. De chemische reactieformule is:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Er vindt dus een omkeerbare oxidatie-reductiereactie plaats binnen de sensor. De chemische reactievergelijking is:
2CO+2O2 →2CO2
Deze omkeerbare oxidatie-reductiereactie vindt altijd plaats tussen de werkelektrode en de tegenelektrode en veroorzaakt een potentiaalverschil tussen de elektroden.
Omdat de reactie bij beide elektroden de elektroden echter polariseert, maakt dit het moeilijk om een constante potentiaal tussen de elektroden te handhaven en beperkt daardoor het bereik van de koolmonoxideconcentratie die kan worden gedetecteerd.
Om een constante interpolaire potentiaal te behouden, wordt een referentie-elektrode toegevoegd. In de elektrochemische gassensor met drie elektroden weerspiegelt de output de potentiaalverandering tussen de referentie-elektrode en de werkelektrode, omdat de referentie-elektrode niet deelneemt aan de oxidatie- of reductiereactie, zodat deze de potentiaal tussen de polen kan maken om een constant (dwz een constant potentieel), wanneer de verandering in potentiaal direct verband houdt met de verandering in de koolmonoxideconcentratie. Wanneer de gassensor een uitgangsstroom produceert, is de grootte ervan evenredig met de concentratie van het gas. Door de grootte van de uitgangsstroom van de sensor te meten met een extern circuit via de elektrodeleiding, kan de concentratie koolmonoxide worden gedetecteerd en is er een breed lineair meetbereik. Op deze manier kan koolmonoxidegas worden gedetecteerd en bewaakt door een signaalverwervingscircuit en overeenkomstige conversie- en uitgangscircuits aan te sluiten op de gassensor.
