A CO elektrokémiai érzékelő észlelési elve gázdetektorokhoz
Az elektrokémiai szén-monoxid gázérzékelő zárt szerkezetű, amely elektródákból, szűrőkből, légáteresztő membránból, elektrolitból, elektróda vezetékekből (csapok) és házból áll.
A riasztók használatát támogató szén-monoxid gázérzékelő és riasztó a riasztó magja az érzékelőelemben, alapelvként fix potenciálú elektrolízis. Amikor a szén-monoxid bediffundál a gázérzékelőbe, annak kimeneti kivezetése áramkimenetet generál, amely a riasztásban a mintavevő áramkörhöz jut, és a kémiai energiát elektromos energiává alakítja. A gázkoncentráció megváltozásakor a gázérzékelő kimeneti árama is arányosan változik, amelyet a riasztó közbenső áramköre átalakít és erősít, hogy különböző működtető eszközöket hajtson végre az érzékelési és riasztási funkciók, például akusztikus, optikai és elektromos, a megfelelő vezérlőberendezésekkel együtt környezetérzékelő vagy figyelő riasztórendszert alkotnak.
Amikor szén-monoxid gáz diffundál a munkaelektróda felületére a héjon lévő léglyukakon keresztül az áteresztő membránon keresztül, a munkaelektróda katalitikus hatására szén-monoxid gáz oxidálódik a munkaelektródán. A kémiai reakció képlete:
CO+H2O→CO{2+2H++2e-
Az oxidációs reakció során a munkaelektródán keletkező H+ ionok és elektronok az elektroliton keresztül a munkaelektródától bizonyos távolságban tartott ellenelektródára kerülnek, és a vízben lévő oxigénnel redukciós reakció következik be. A kémiai reakció képlete:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Így az érzékelőn belül reverzibilis oxidációs-redukciós reakció megy végbe. A kémiai reakció egyenlete a következő:
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.
Mivel azonban a reakció mindkét elektródánál polarizálja az elektródákat, ez megnehezíti az elektródák közötti állandó potenciál fenntartását, és ezért korlátozza a kimutatható szén-monoxid-koncentráció tartományát.
Az állandó interpoláris potenciál fenntartása érdekében referenciaelektródát adnak hozzá. A háromelektródos elektrokémiai gázérzékelőben a kimenete tükrözi a referenciaelektróda és a munkaelektróda közötti potenciálváltozást, mivel a referenciaelektróda nem vesz részt az oxidációs vagy redukciós reakcióban, így a pólusok közötti potenciált képes fenntartani konstans (azaz állandó potenciál), ha a potenciál változása közvetlenül összefügg a szén-monoxid-koncentráció változásával. Amikor a gázérzékelő kimeneti áramot állít elő, annak nagysága arányos a gáz koncentrációjával. A szenzor kimenő áramának méretét egy külső áramkörrel az elektródvezető vezetéken keresztül mérve a szén-monoxid koncentrációja detektálható, és széles lineáris mérési tartomány áll rendelkezésre. Ily módon egy jelgyűjtő áramkör és a megfelelő átalakító és kimeneti áramkörök gázérzékelőhöz való csatlakoztatásával a szén-monoxid gáz detektálható és monitorozható.
