اصل تشخیص سنسور الکتروشیمیایی CO برای آشکارسازهای گاز
سنسور گاز مونوکسید کربن الکتروشیمیایی با ساختار بسته ای طراحی شده است که از الکترودها، فیلترها، غشای تنفسی، الکترولیت، سیم های سرب الکترود (پین ها) و محفظه تشکیل شده است.
سنسور گاز مونوکسید کربن و زنگ هشدار از استفاده از آلارم پشتیبانی می کند، هسته زنگ در عنصر تشخیص است، این یک الکترولیز با پتانسیل ثابت به عنوان اصل اساسی است. هنگامی که مونوکسید کربن در حسگر گاز منتشر می شود، ترمینال خروجی آن خروجی جریانی را تولید می کند که به مدار نمونه گیری در زنگ هشدار داده می شود و نقش تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی را ایفا می کند. هنگامی که غلظت گاز تغییر می کند، جریان خروجی سنسور گاز نیز به تناسب تغییر می کند که توسط مدار میانی هشدار دهنده تبدیل و تقویت می شود تا دستگاه های فعال کننده مختلف را به حرکت درآورد تا عملکردهای تشخیص و هشدار مانند صوتی، نوری و الکتریکی را تکمیل کند. همراه با دستگاه های کنترل مربوطه یک سیستم هشدار تشخیص محیطی یا نظارت را تشکیل می دهند.
هنگامی که گاز مونوکسید کربن از طریق حفره های هوا روی پوسته از طریق غشای تراوا به سطح الکترود کار پخش می شود، تحت اثر کاتالیزوری الکترود کار، گاز مونوکسید کربن روی الکترود کار اکسید می شود. فرمول واکنش شیمیایی:
CO+H2O→CO{2}}H++2e-
یون های H+ و الکترون های تولید شده در اثر واکنش اکسیداسیون روی الکترود کار، از طریق الکترولیت به الکترود شمارنده که در فاصله معینی از الکترود کار نگه داشته می شود، منتقل می شوند و واکنش کاهش با اکسیژن موجود در آب رخ می دهد. فرمول واکنش شیمیایی:
1/2O2+2H++2e-→H2O
بنابراین، یک واکنش کاهش اکسیداسیون برگشت پذیر در حسگر رخ می دهد. معادله واکنش شیمیایی:
2CO٪ 7b٪ 7b1٪ 7d٪ 7dO2 ٪ e2٪ 86٪ 922CO2
این واکنش برگشت پذیر اکسیداسیون - کاهش همیشه بین الکترود کار و الکترود ضد رخ می دهد و اختلاف پتانسیل بین الکترودها ایجاد می کند.
با این حال، از آنجایی که واکنش در هر دو الکترود، الکترودها را قطبی می کند، این امر حفظ پتانسیل بین الکترودی ثابت را دشوار می کند و بنابراین محدوده غلظت مونوکسید کربن قابل تشخیص را محدود می کند.
به منظور حفظ پتانسیل بین قطبی ثابت، یک الکترود مرجع اضافه می شود. در سنسور گاز الکتروشیمیایی سه الکترودی، خروجی آن منعکس کننده تغییر پتانسیل بین الکترود مرجع و الکترود کار است، زیرا الکترود مرجع در واکنش اکسیداسیون یا کاهش شرکت نمی کند، بنابراین می تواند پتانسیل بین قطب ها را برای حفظ یک پتانسیل ایجاد کند. ثابت (یعنی یک پتانسیل ثابت)، زمانی که تغییر پتانسیل مستقیماً با تغییر غلظت مونوکسید کربن مرتبط باشد. هنگامی که سنسور گاز جریان خروجی تولید می کند، اندازه آن متناسب با غلظت گاز است. با اندازه گیری اندازه جریان خروجی سنسور با یک مدار خارجی از طریق سیم سرب الکترود، می توان غلظت مونوکسید کربن را تشخیص داد و محدوده اندازه گیری خطی وسیعی وجود دارد. به این ترتیب با اتصال یک مدار دریافت سیگنال و مدارهای تبدیل و خروجی مربوطه به سنسور گاز، گاز مونوکسید کربن قابل تشخیص و نظارت است.
