Принцип обнаружения электрохимического датчика CO для детекторов газа
Электрохимический датчик угарного газа имеет закрытую конструкцию, состоящую из электродов, фильтров, воздухопроницаемой мембраны, электролита, электродных выводов (штырей) и корпуса.
Датчик угарного газа и сигнализация, поддерживающая использование сигнализации, являются основой сигнализации в элементе обнаружения, в качестве основного принципа используется электролиз с фиксированным потенциалом. Когда угарный газ проникает в датчик газа, его выходная клемма генерирует выходной ток, который подается на схему отбора проб в сигнализаторе и играет роль преобразования химической энергии в электрическую. Когда концентрация газа изменяется, выходной ток датчика газа также изменяется пропорционально, который преобразуется и усиливается промежуточной цепью сигнализации для управления различными исполнительными устройствами для выполнения функций обнаружения и сигнализации, таких как акустические, оптические и электрические, которые вместе с соответствующими устройствами управления составляют систему сигнализации обнаружения или мониторинга окружающей среды.
Когда угарный газ диффундирует к поверхности рабочего электрода через воздушные отверстия в оболочке через проницаемую мембрану, под каталитическим действием рабочего электрода окисляется газообразный угарный газ на рабочем электроде. Формула химической реакции:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Ионы и электроны Н+, образующиеся в результате реакции окисления на рабочем электроде, через электролит передаются на противоэлектрод, находящийся на определенном расстоянии от рабочего электрода, и происходит реакция восстановления с кислородом воды. Формула химической реакции:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Таким образом, внутри сенсора происходит обратимая окислительно-восстановительная реакция. Уравнение химической реакции:
2CO+2O2 →2CO2
Эта обратимая окислительно-восстановительная реакция всегда происходит между рабочим электродом и противоэлектродом и создает разность потенциалов между электродами.
Однако, поскольку реакция на обоих электродах поляризует электроды, это затрудняет поддержание постоянного межэлектродного потенциала и, следовательно, ограничивает диапазон концентраций монооксида углерода, который можно обнаружить.
Для поддержания постоянного межполярного потенциала добавляется электрод сравнения. В трехэлектродном электрохимическом датчике газа его выходной сигнал отражает изменение потенциала между электродом сравнения и рабочим электродом, поскольку электрод сравнения не участвует в реакции окисления или восстановления, поэтому он может создавать потенциал между полюсами для поддержания константа (т.е. постоянный потенциал), когда изменение потенциала напрямую связано с изменением концентрации монооксида углерода. Когда датчик газа вырабатывает выходной ток, его величина пропорциональна концентрации газа. Измеряя величину выходного тока датчика с помощью внешней цепи через провод электрода, можно определить концентрацию угарного газа, и существует широкий линейный диапазон измерения. Таким образом, подключив к датчику газа схему сбора сигнала и соответствующие схемы преобразования и вывода, можно обнаружить и контролировать угарный газ.
