Prinsip Pengesanan Penderia Elektrokimia CO untuk Pengesan Gas
Sensor gas karbon monoksida elektrokimia direka bentuk dengan struktur tertutup, yang terdiri daripada elektrod, penapis, membran bernafas, elektrolit, wayar plumbum elektrod (pin) dan perumah.
Sensor gas karbon monoksida dan penggera yang menyokong penggunaan penggera, adalah teras penggera dalam elemen pengesanan, ia adalah elektrolisis berpotensi tetap sebagai prinsip asas. Apabila karbon monoksida meresap ke dalam penderia gas, terminal keluarannya menjana keluaran semasa, yang disediakan kepada litar pensampelan dalam penggera dan memainkan peranan untuk menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik. Apabila kepekatan gas berubah, arus keluaran sensor gas juga berubah secara berkadar, yang ditukar dan dikuatkan oleh litar perantaraan penggera untuk memacu peranti penggerak yang berbeza untuk melengkapkan fungsi pengesanan dan penggera seperti akustik, optik dan elektrik, yang bersama-sama dengan peranti kawalan yang sepadan membentuk sistem penggera pengesanan atau pemantauan alam sekitar.
Apabila gas karbon monoksida meresap ke permukaan elektrod kerja melalui lubang udara pada cangkang melalui membran telap, di bawah kesan pemangkin elektrod kerja, gas karbon monoksida teroksida pada elektrod kerja. Formula tindak balas kimia ialah:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Ion dan elektron H+ yang dihasilkan oleh tindak balas pengoksidaan pada elektrod kerja dipindahkan ke elektrod pembilang, yang disimpan pada selang waktu tertentu dari elektrod kerja, melalui elektrolit, dan tindak balas pengurangan dengan oksigen di dalam air berlaku. Formula tindak balas kimia ialah:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Oleh itu, tindak balas pengoksidaan-pengurangan boleh balik berlaku dalam sensor. Persamaan tindak balas kimia ialah:
2CO+2O2 →2CO2
Tindak balas pengoksidaan-pengurangan boleh balik ini sentiasa berlaku di antara elektrod kerja dan elektrod pembilang dan menghasilkan perbezaan potensi antara elektrod.
Walau bagaimanapun, oleh kerana tindak balas pada kedua-dua elektrod mempolariskan elektrod, ini menyukarkan untuk mengekalkan potensi antara elektrod yang berterusan dan oleh itu mengehadkan julat kepekatan karbon monoksida yang boleh dikesan.
Untuk mengekalkan potensi interpolar yang berterusan, elektrod rujukan ditambah. Dalam sensor gas elektrokimia tiga elektrod, keluarannya mencerminkan potensi perubahan antara elektrod rujukan dan elektrod kerja, kerana elektrod rujukan tidak mengambil bahagian dalam tindak balas pengoksidaan atau pengurangan, jadi ia boleh menjadikan potensi antara kutub untuk mengekalkan a malar (iaitu, potensi malar), apabila perubahan potensi berkaitan secara langsung dengan perubahan kepekatan karbon monoksida. Apabila sensor gas menghasilkan arus keluaran, magnitudnya adalah berkadar dengan kepekatan gas. Dengan mengukur saiz arus keluaran sensor dengan litar luaran melalui wayar plumbum elektrod, kepekatan karbon monoksida dapat dikesan, dan terdapat julat pengukuran linear yang luas. Dengan cara ini, dengan menyambungkan litar pemerolehan isyarat dan litar penukaran dan keluaran yang sepadan dengan penderia gas, gas karbon monoksida boleh dikesan dan dipantau.
