L'aria e il gas da misurare si diffondono all'elettrodo di rilevamento attraverso la membrana di diffusione. Il circuito di controllo mantiene una tensione tra l'elettrodo di rilevamento e il controelettrodo sufficiente per avviare una reazione elettrochimica. La reazione elettrochimica generata sotto l'azione del gas da misurare crea una corrente elettrica tra i due poli. La forza di questa corrente è proporzionale alla concentrazione del gas misurato ed è reversibile. Il circuito di controllo sviluppa anche un livello di polarizzazione tra l'elettrodo di rilevamento e l'elettrodo di riferimento che non crea corrente tra gli elettrodi. La risposta rapida del sensore consente il rilevamento continuo e in tempo reale dell'aria circostante.
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