Detectieprincipe van CO-elektrochemische sensor van gasdetector
De koolmonoxidegassensor wordt gebruikt in combinatie met het alarm en is het belangrijkste detectieonderdeel van het alarm. Het is gebaseerd op het principe van constante potentiële elektrolyse. Wanneer koolmonoxide in de gassensor diffundeert, genereert de uitgangsterminal een stroom die wordt geleverd aan het bemonsteringscircuit in het alarm, en speelt een rol bij het omzetten van chemische energie in elektrische energie. Wanneer de gasconcentratie verandert, verandert ook de uitgangsstroom van de gassensor proportioneel. Het tussencircuit van het alarm converteert en versterkt de output om verschillende uitvoeringsapparaten aan te sturen, waardoor de detectie- en alarmfuncties van geluid, licht en elektriciteit worden voltooid. Samen met het bijbehorende bedieningsapparaat vormt het een omgevingsdetectie- of monitoringalarmsysteem.
Wanneer koolmonoxidegas via de poriën op de buitenmantel en het ademende membraan naar het oppervlak van de werkelektrode diffundeert, ondergaat het oxidatie op de werkelektrode onder de katalytische werking van de werkelektrode. De chemische reactieformule is:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
De door de oxidatiereactie op de werkelektrode gegenereerde H+-ionen en elektronen worden via de elektrolyt op een bepaalde afstand van de werkelektrode naar de tegenelektrode overgebracht en ondergaan een reductiereactie met zuurstof in het water. De chemische reactieformule is:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Daarom vindt er binnen de sensor een omkeerbare oxidatie-reductiereactie plaats. De chemische reactieformule is:
2CO+2O2 → 2CO2
De omkeerbare oxidatie-reductiereactie vindt altijd plaats tussen de werkelektrode en de tegenelektrode, en genereert een potentiaalverschil tussen de elektroden.
Vanwege de polarisatie van de elektroden, veroorzaakt door reacties die op beide elektroden optreden, is het echter moeilijk om een constante potentiaal tussen de elektroden te handhaven, wat ook het detecteerbare bereik van de koolmonoxideconcentratie beperkt.
Om een constant potentiaal tussen de elektroden te behouden, hebben we een referentie-elektrode toegevoegd. Bij een elektrochemische gassensor met drie elektroden weerspiegelt de uitgangsterminal de potentiaalverandering tussen de referentie-elektrode en de werkelektrode. Omdat de referentie-elektrode niet deelneemt aan oxidatie- of reductiereacties, kan deze een constante potentiaal tussen de elektroden handhaven (dat wil zeggen een constante potentiaal), en de verandering in potentiaal houdt rechtstreeks verband met de verandering in de koolmonoxideconcentratie. Wanneer een gassensor een uitgangsstroom genereert, is de grootte ervan evenredig met de concentratie van het gas. Door een extern circuit te gebruiken om de uitgangsstroom van de sensor via elektrodeleidingen te meten, kan de concentratie koolmonoxide worden gedetecteerd met een breed lineair meetbereik. Op deze manier is het mogelijk om koolmonoxidegas te detecteren en te monitoren door een extern signaalverwervingscircuit en bijbehorende conversie- en uitgangscircuits aan te sluiten op de gassensor.
