اصل تشخیص سنسور الکتروشیمیایی CO در آشکارساز گاز
سنسور گاز مونوکسید کربن الکتروشیمیایی از طراحی ساختار بسته استفاده می کند و ساختار آن از الکترودها، فیلترها، غشاهای نفوذپذیر گاز، الکترولیت ها، سیم های سرب الکترود (پین ها) و محفظه ها تشکیل شده است.
سنسور گاز مونوکسید کربن همراه با زنگ هشدار استفاده می شود و عنصر اصلی تشخیص در دزدگیر است. از الکترولیز پتانسیل ثابت به عنوان اصل اساسی استفاده می کند. هنگامی که مونوکسید کربن به سنسور گاز منتشر می شود، ترمینال خروجی آن یک خروجی جریان تولید می کند که در مدار نمونه گیری در زنگ هشدار ارائه می شود و در تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی نقش دارد. هنگامی که غلظت گاز تغییر می کند، جریان خروجی سنسور گاز نیز به طور متناسب تغییر می کند و خروجی توسط مدار میانی هشدار دهنده تبدیل و تقویت می شود تا عملگرهای مختلف را به حرکت درآورد تا عملکردهای تشخیص و هشدار صدا، نور و الکتریسیته تکمیل شود. مربوطه دستگاه های کنترلی با هم یک سیستم هشدار تشخیص محیطی یا نظارت را تشکیل می دهند.
هنگامی که گاز مونوکسید کربن از طریق سوراخ های گاز روی پوسته از طریق غشای تراوا به گاز به سطح الکترود کار پخش می شود، تحت کاتالیز الکترود کار، گاز مونوکسید کربن روی الکترود کار اکسید می شود. فرمول واکنش شیمیایی آن عبارت است از:
CO به اضافه H2O→CO2 به اضافه 2H به علاوه 2e-
یونهای H پلاس و الکترونهای تولید شده توسط واکنش اکسیداسیون روی الکترود کار، در فاصله معینی از الکترود کار از طریق الکترولیت به الکترود شمارنده منتقل میشوند و با اکسیژن موجود در آب واکنش احیا میکنند. فرمول واکنش شیمیایی آن عبارت است از:
1/2O2 به علاوه 2H به علاوه 2e-→H2O
بنابراین، یک واکنش کاهش اکسیداسیون برگشت پذیر در داخل سنسور رخ می دهد. فرمول واکنش شیمیایی آن عبارت است از:
2CO به اضافه 2O2→2CO2
این واکنش کاهش اکسیداسیون برگشت پذیر همیشه بین الکترود کار و الکترود ضد رخ می دهد و اختلاف پتانسیل بین الکترودها ایجاد می کند.
با این حال، از آنجایی که واکنشهایی که روی دو الکترود رخ میدهند، الکترودها را قطبی میکنند، حفظ پتانسیل بین الکترودی ثابت دشوار است، بنابراین محدوده قابل تشخیص غلظت مونوکسید کربن را محدود میکند.
به منظور حفظ پتانسیل ثابت بین الکترودها، یک الکترود مرجع اضافه کردیم. در سنسور گاز الکتروشیمیایی سه الکترودی، ترمینال خروجی تغییر پتانسیل بین الکترود مرجع و الکترود کار را منعکس می کند. از آنجایی که الکترود مرجع در واکنش اکسیداسیون یا کاهش شرکت نمی کند، می تواند پتانسیل بین الکترودها را ثابت نگه دارد. (یعنی پتانسیل ثابت)، تغییر پتانسیل در این زمان رابطه مستقیمی با تغییر همان غلظت دی اکسید کربن دارد. هنگامی که سنسور گاز جریان خروجی تولید می کند، مقدار آن متناسب با غلظت گاز است. غلظت مونوکسید کربن را می توان با اندازه گیری جریان خروجی سنسور با یک مدار خارجی از طریق سیم سرب الکترود تشخیص داد و دارای محدوده اندازه گیری خطی گسترده ای است. به این ترتیب، تشخیص و نظارت بر گاز مونوکسید کربن می تواند با اتصال خارجی مدار دریافت سیگنال و مدار تبدیل و خروجی مربوطه به سنسور گاز محقق شود.
