Prinsip deteksi sensor elektrokimia CO dari detektor gas
Sensor gas karbon monoksida elektrokimia mengadopsi desain struktur tertutup, dan strukturnya terdiri dari elektroda, filter, membran permeabel gas, elektrolit, kabel timah elektroda (pin), dan rumahan.
Sensor gas karbon monoksida digunakan bersamaan dengan alarm dan merupakan elemen pendeteksi inti dalam alarm. Ini menggunakan elektrolisis potensial konstan sebagai prinsip dasar. Ketika karbon monoksida berdifusi ke sensor gas, terminal keluarannya menghasilkan keluaran arus, yang diberikan ke sirkuit pengambilan sampel di alarm, dan berperan dalam mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Ketika konsentrasi gas berubah, arus keluaran sensor gas juga berubah secara proporsional, dan keluaran diubah dan diperkuat oleh sirkuit perantara alarm untuk menggerakkan aktuator yang berbeda untuk menyelesaikan fungsi deteksi dan alarm suara, cahaya dan listrik, dan terkait Perangkat kontrol bersama-sama membentuk sistem alarm deteksi atau pemantauan lingkungan.
Ketika gas karbon monoksida berdifusi ke permukaan elektroda kerja melalui lubang gas pada cangkang melalui membran permeabel gas, di bawah katalisis elektroda kerja, gas karbon monoksida dioksidasi pada elektroda kerja. Rumus reaksi kimianya adalah:
CO ditambah H2O→CO2 ditambah 2H ditambah ditambah 2e-
Ion H plus dan elektron yang dihasilkan oleh reaksi oksidasi pada elektroda kerja dipindahkan ke elektroda lawan pada jarak tertentu dari elektroda kerja melalui elektrolit, dan mengalami reaksi reduksi dengan oksigen di dalam air. Rumus reaksi kimianya adalah:
1/2O2 ditambah 2H ditambah ditambah 2e-→H2O
Oleh karena itu, reaksi oksidasi-reduksi reversibel terjadi di dalam sensor. Rumus reaksi kimianya adalah:
2CO ditambah 2O2→2CO2
Reaksi oksidasi-reduksi reversibel ini selalu terjadi antara elektroda kerja dan elektroda lawan, dan menghasilkan beda potensial antara elektroda.
Namun, karena reaksi yang terjadi pada dua elektroda akan mempolarisasi elektroda, sulit untuk mempertahankan potensial antar-elektroda yang konstan, sehingga membatasi rentang konsentrasi karbon monoksida yang dapat dideteksi.
Untuk menjaga potensi konstan antara elektroda, kami menambahkan elektroda referensi. Dalam sensor gas elektrokimia tiga elektroda, terminal keluaran mencerminkan perubahan potensial antara elektroda referensi dan elektroda kerja. Karena elektroda pembanding tidak berpartisipasi dalam reaksi oksidasi atau reduksi, potensial antara elektroda tetap konstan. (Artinya, potensial konstan), perubahan potensial saat ini berhubungan langsung dengan perubahan konsentrasi karbon dioksida yang sama. Ketika sensor gas menghasilkan arus keluaran, besarnya sebanding dengan konsentrasi gas. Konsentrasi karbon monoksida dapat dideteksi dengan mengukur arus keluaran sensor dengan sirkuit eksternal melalui kawat timah elektroda, dan memiliki rentang pengukuran linier yang luas. Dengan cara ini, deteksi dan pemantauan gas karbon monoksida dapat direalisasikan dengan menghubungkan sirkuit akuisisi sinyal secara eksternal dan sirkuit konversi dan output yang sesuai ke sensor gas.
