A gázdetektorokban található CO elektrokémiai érzékelők észlelési elve
A szén-monoxid gázérzékelőt a riasztóval együtt használják, és ez a riasztás központi érzékelő eleme. Az állandó potenciálú elektrolízis elvén alapul. Amikor a szén-monoxid bediffundál a gázérzékelőbe, annak kimeneti kivezetése áramkimenetet generál, amely a riasztásban a mintavevő áramkörbe kerül, és szerepet játszik a kémiai energia elektromos energiává alakításában. A gázkoncentráció változásával a gázérzékelő kimeneti árama is arányosan változik. A riasztó közbenső áramköre átalakítja és felerősíti a kimenetet különböző végrehajtó eszközök meghajtására, kiegészítve a hang-, fény- és elektromosság érzékelési és riasztási funkcióit. A megfelelő vezérlőkészülékkel együtt környezetérzékelő vagy figyelő riasztórendszert alkot.
Amikor szén-monoxid gáz diffundál a munkaelektróda felületére a külső héj pórusain és a légáteresztő membránon keresztül, a munkaelektróda katalitikus hatása alatt oxidáción megy keresztül a munkaelektródán. A kémiai reakció képlete:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Az oxidációs reakció során a munkaelektródán keletkező H+-ionok és elektronok az elektroliton keresztül a munkaelektródától bizonyos távolságra átkerülnek az ellenelektródára, és a vízben lévő oxigénnel redukciós reakción mennek keresztül. A kémiai reakció képlete:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Ezért az érzékelő belsejében reverzibilis oxidációs -redukciós reakció megy végbe. A kémiai reakció képlete:
2CO+2O2 → 2CO2
Ez a reverzibilis oxidációs-redukciós reakció mindig a munkaelektróda és az ellenelektróda között megy végbe, és potenciálkülönbséget hoz létre az elektródák között.
Az elektródák mindkét elektródán végbemenő reakciók által okozott polarizációja miatt azonban nehéz állandó elektródák közötti potenciált fenntartani, ami szintén korlátozza a szén-monoxid koncentráció kimutatható tartományát.
Az állandó elektródák közötti potenciál fenntartásához referenciaelektródát adtunk hozzá. Egy háromelektródás elektrokémiai gázérzékelőben a kimeneti terminál tükrözi a referenciaelektróda és a munkaelektróda közötti potenciálváltozást. Mivel a referenciaelektród nem vesz részt oxidációs vagy redukciós reakciókban, állandó potenciált tud fenntartani az elektródák között (azaz állandó potenciált), és a potenciál változása közvetlenül összefügg a szén-monoxid koncentráció változásával. Amikor egy gázérzékelő kimenő áramot hoz létre, annak nagysága arányos a gáz koncentrációjával. Az érzékelő kimeneti áramának elektródavezetékeken keresztüli mérésére külső áramkör segítségével a szén-monoxid koncentrációja széles lineáris mérési tartományban detektálható. Ily módon egy külső jelgyűjtő áramkör és a megfelelő átalakító és kimeneti áramkörök a gázérzékelőhöz való csatlakoztatásával lehetőség nyílik a szén-monoxid gáz észlelésére és monitorozására.
