Принцип виявлення електрохімічного датчика CO для детекторів газу
Електрохімічний датчик газу оксиду вуглецю має закриту конструкцію, яка складається з електродів, фільтрів, дихаючої мембрани, електроліту, електродних проводів (штифтів) і корпусу.
Датчик чадного газу та сигналізація, що підтримує використання сигналізації, є ядром сигналізації в елементі виявлення, це електроліз із фіксованим потенціалом як основний принцип. Коли окис вуглецю дифундує в датчик газу, його вихідна клема генерує вихідний струм, який подається на схему відбору проб у сигналізації та відіграє роль перетворювача хімічної енергії в електричну. Коли концентрація газу змінюється, вихідний струм датчика газу також змінюється пропорційно, який перетворюється та посилюється проміжним ланцюгом сигналізації для керування різними виконавчими пристроями для завершення функцій виявлення та сигналізації, таких як акустична, оптична та електрична, які разом із відповідними пристроями керування утворюють систему сигналізації для виявлення навколишнього середовища або моніторингу.
Коли оксид вуглецю дифундує на поверхню робочого електрода через повітряні отвори на оболонці через проникну мембрану, під дією каталітичного ефекту робочого електрода оксид вуглецю окислюється на робочому електроді. Формула хімічної реакції:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Іони H+ і електрони, що утворюються в результаті реакції окислення на робочому електроді, через електроліт переносяться на протиелектрод, який утримується на певному інтервалі від робочого електрода, і відбувається реакція відновлення з киснем у воді. Формула хімічної реакції:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Таким чином, всередині датчика відбувається оборотна окислювально-відновна реакція. Рівняння хімічної реакції виглядає так:
2CO+2O2 →2CO2
Ця оборотна окисно-відновна реакція завжди відбувається між робочим електродом і протиелектродом і створює різницю потенціалів між електродами.
Однак, оскільки реакція на обох електродах поляризує електроди, це ускладнює підтримку постійного міжелектродного потенціалу і, отже, обмежує діапазон концентрації монооксиду вуглецю, який можна виявити.
Для підтримки постійного міжполярного потенціалу додається електрод порівняння. У триелектродному електрохімічному датчику газу його вихід відображає зміну потенціалу між електродом порівняння та робочим електродом, оскільки електрод порівняння не бере участі в реакції окиснення чи відновлення, тому він може створювати потенціал між полюсами для підтримки постійний (тобто постійний потенціал), коли зміна потенціалу безпосередньо пов'язана зі зміною концентрації оксиду вуглецю. Коли датчик газу створює вихідний струм, його величина пропорційна концентрації газу. Вимірюючи величину вихідного струму датчика за допомогою зовнішнього ланцюга через провід електрода, можна виявити концентрацію монооксиду вуглецю, і існує широкий лінійний діапазон вимірювань. Таким чином, шляхом підключення схеми отримання сигналу та відповідних схем перетворення та виводу до датчика газу можна виявити та контролювати чадний газ.
