Principio di rilevamento del sensore elettrochimico di CO del rilevatore di gas
Il sensore di gas di monossido di carbonio elettrochimico adotta un design a struttura chiusa e la sua struttura è composta da elettrodi, filtri, membrane permeabili ai gas, elettroliti, cavi degli elettrodi (pin) e alloggiamenti.
Il sensore di gas di monossido di carbonio viene utilizzato insieme all'allarme ed è l'elemento centrale di rilevamento dell'allarme. Utilizza l'elettrolisi a potenziale costante come principio di base. Quando il monossido di carbonio si diffonde al sensore di gas, il suo terminale di uscita genera un'uscita di corrente, che viene fornita al circuito di campionamento nell'allarme, e svolge un ruolo nella conversione dell'energia chimica in energia elettrica. Quando la concentrazione di gas cambia, anche la corrente di uscita del sensore di gas cambia proporzionalmente e l'uscita viene convertita e amplificata dal circuito intermedio dell'allarme per pilotare diversi attuatori per completare le funzioni di rilevamento e allarme di suono, luce ed elettricità, e corrispondenti I dispositivi di comando costituiscono insieme un sistema di allarme di rilevamento o monitoraggio ambientale.
Quando il gas monossido di carbonio si diffonde sulla superficie dell'elettrodo di lavoro attraverso i fori del gas sul guscio attraverso la membrana permeabile al gas, sotto la catalisi dell'elettrodo di lavoro, il gas monossido di carbonio viene ossidato sull'elettrodo di lavoro. La sua formula di reazione chimica è:
CO più H2O→CO2 più 2H più più 2e-
Gli ioni H plus e gli elettroni generati dalla reazione di ossidazione sull'elettrodo di lavoro vengono trasferiti al controelettrodo a una certa distanza dall'elettrodo di lavoro attraverso l'elettrolita e subiscono una reazione di riduzione con l'ossigeno nell'acqua. La sua formula di reazione chimica è:
1/2O2 più 2H più più 2e-→H2O
Pertanto, all'interno del sensore si verifica una reazione di ossidoriduzione reversibile. La sua formula di reazione chimica è:
2CO più 2O2→2CO2
Questa reazione di ossidoriduzione reversibile avviene sempre tra l'elettrodo di lavoro e il controelettrodo e genera una differenza di potenziale tra gli elettrodi.
Tuttavia, poiché le reazioni che si verificano sui due elettrodi polarizzeranno gli elettrodi, è difficile mantenere un potenziale inter-elettrodo costante, limitando così l'intervallo rilevabile della concentrazione di monossido di carbonio.
Per mantenere un potenziale costante tra gli elettrodi, abbiamo aggiunto un elettrodo di riferimento. Nel sensore di gas elettrochimico a tre elettrodi, il terminale di uscita riflette la variazione di potenziale tra l'elettrodo di riferimento e l'elettrodo di lavoro. Poiché l'elettrodo di riferimento non partecipa alla reazione di ossidazione o riduzione, può mantenere costante il potenziale tra gli elettrodi. (Cioè, potenziale costante), il cambiamento di potenziale in questo momento è direttamente correlato al cambiamento della stessa concentrazione di anidride carbonica. Quando il sensore di gas produce una corrente di uscita, la sua grandezza è proporzionale alla concentrazione del gas. La concentrazione di monossido di carbonio può essere rilevata misurando la corrente di uscita del sensore con un circuito esterno attraverso il filo conduttore dell'elettrodo e ha un ampio intervallo di misurazione lineare. In questo modo, il rilevamento e il monitoraggio del gas monossido di carbonio possono essere realizzati collegando esternamente il circuito di acquisizione del segnale e il relativo circuito di conversione e uscita al sensore di gas.
