Gāzes detektora CO elektroķīmiskā sensora noteikšanas princips
Oglekļa monoksīda gāzes sensors tiek izmantots kopā ar trauksmi, un tas ir trauksmes galvenā noteikšanas sastāvdaļa. Tas ir balstīts uz nemainīgas potenciāla elektrolīzes principu. Kad oglekļa monoksīds izkliedējas gāzes sensorā, tā izejas spaile ģenerē strāvas izvadi, kas tiek nodrošināta trauksmes paraugu ņemšanas ķēdē, spēlējot lomu ķīmiskās enerģijas pārvēršanā elektroenerģijā. Mainoties gāzes koncentrācijai, proporcionāli mainās arī gāzes sensora izejas strāva. Signalizācijas starpķēde pārveido un pastiprina izvadi, lai vadītu dažādas izpildierīces, pabeidzot skaņas, gaismas un elektrības noteikšanas un trauksmes funkcijas. Kopā ar atbilstošo vadības ierīci tā veido vides noteikšanas vai uzraudzības signalizācijas sistēmu.
Kad oglekļa monoksīda gāze izkliedējas uz darba elektroda virsmas caur ārējā apvalka porām un elpojošo membrānu, tā tiek oksidēta uz darba elektroda darba elektroda katalītiskās iedarbības rezultātā. Ķīmiskās reakcijas formula ir šāda:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
H+ joni un elektroni, kas rodas oksidācijas reakcijā uz darba elektroda, caur elektrolītu tiek pārnesti uz pretelektrodu noteiktā attālumā no darba elektroda un tiek pakļauti reducēšanas reakcijai ar skābekli ūdenī. Ķīmiskās reakcijas formula ir šāda:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Tāpēc sensora iekšpusē notiek atgriezeniska oksidācijas-reducēšanās reakcija. Ķīmiskās reakcijas formula ir šāda:
2CO+2O2 → 2CO2
Atgriezeniskā oksidācijas-reducēšanas reakcija vienmēr notiek starp darba elektrodu un pretelektrodu un rada potenciālu starpību starp elektrodiem.
Tomēr elektrodu polarizācijas dēļ, ko izraisa reakcijas, kas notiek uz abiem elektrodiem, ir grūti uzturēt pastāvīgu starpelektrodu potenciālu, kas arī ierobežo nosakāmo oglekļa monoksīda koncentrācijas diapazonu.
Lai saglabātu pastāvīgu starpelektrodu potenciālu, mēs pievienojām atsauces elektrodu. Trīs elektrodu elektroķīmiskajā gāzes sensorā izejas spaile atspoguļo potenciāla izmaiņas starp atsauces elektrodu un darba elektrodu. Tā kā atsauces elektrods nepiedalās oksidācijas vai reducēšanas reakcijās, tas var uzturēt pastāvīgu potenciālu starp elektrodiem (ti, nemainīgu potenciālu), un potenciāla izmaiņas ir tieši saistītas ar oglekļa monoksīda koncentrācijas izmaiņām. Kad gāzes sensors ģenerē izejas strāvu, tās lielums ir proporcionāls gāzes koncentrācijai. Izmantojot ārēju ķēdi, lai mērītu sensora izejas strāvu caur elektrodu vadiem, oglekļa monoksīda koncentrāciju var noteikt ar plašu lineāro mērījumu diapazonu. Tādā veidā gāzes sensoram pievienojot ārēju signāla iegūšanas ķēdi un atbilstošās pārveidošanas un izvades ķēdes, iespējams noteikt un uzraudzīt oglekļa monoksīda gāzi.
