Prinsip pengesanan penderia elektrokimia CO pengesan gas
Sensor gas karbon monoksida digunakan bersama dengan penggera dan merupakan komponen pengesanan teras dalam penggera. Ia berdasarkan prinsip elektrolisis potensi malar. Apabila karbon monoksida meresap ke dalam penderia gas, terminal keluarannya menjana keluaran semasa, yang disediakan kepada litar pensampelan dalam penggera, memainkan peranan dalam menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik. Apabila kepekatan gas berubah, arus keluaran penderia gas juga berubah secara berkadar. Litar perantaraan penggera menukar dan menguatkan output untuk memacu peranti pelaksanaan yang berbeza, melengkapkan fungsi pengesanan dan penggera bunyi, cahaya dan elektrik. Bersama-sama dengan peranti kawalan yang sepadan, ia membentuk sistem penggera pengesanan atau pemantauan alam sekitar.
Apabila gas karbon monoksida meresap ke permukaan elektrod kerja melalui liang pada kulit luar dan membran bernafas, ia mengalami pengoksidaan pada elektrod kerja di bawah tindakan pemangkin elektrod kerja. Formula tindak balas kimia ialah:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
Ion H+ dan elektron yang dihasilkan oleh tindak balas pengoksidaan pada elektrod kerja dipindahkan ke elektrod pembilang pada jarak tertentu dari elektrod kerja melalui elektrolit, dan menjalani tindak balas pengurangan dengan oksigen di dalam air. Formula tindak balas kimia ialah:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Oleh itu, tindak balas pengoksidaan-pengurangan boleh balik berlaku di dalam sensor. Formula tindak balas kimia ialah:
2CO+2O2 → 2CO2
Tindak balas pengoksidaan-pengurangan boleh balik sentiasa berlaku antara elektrod kerja dan elektrod kaunter, dan menjana perbezaan potensi antara elektrod.
Walau bagaimanapun, disebabkan polarisasi elektrod yang disebabkan oleh tindak balas yang berlaku pada kedua-dua elektrod, adalah sukar untuk mengekalkan potensi antara elektrod yang berterusan, yang juga mengehadkan julat kepekatan karbon monoksida yang boleh dikesan.
Untuk mengekalkan potensi antara elektrod yang berterusan, kami menambah elektrod rujukan. Dalam penderia gas elektrokimia tiga elektrod, terminal keluaran mencerminkan potensi perubahan antara elektrod rujukan dan elektrod kerja. Oleh kerana elektrod rujukan tidak mengambil bahagian dalam tindak balas pengoksidaan atau pengurangan, ia boleh mengekalkan potensi malar antara elektrod (iaitu potensi malar), dan perubahan dalam potensi berkaitan secara langsung dengan perubahan kepekatan karbon monoksida. Apabila sensor gas menghasilkan arus keluaran, magnitudnya adalah berkadar dengan kepekatan gas. Dengan menggunakan litar luaran untuk mengukur arus keluaran penderia melalui petunjuk elektrod, kepekatan karbon monoksida boleh dikesan dengan julat ukuran linear yang luas. Dengan cara ini, dengan menyambungkan litar pemerolehan isyarat luaran dan litar penukaran dan keluaran yang sepadan kepada sensor gas, adalah mungkin untuk mengesan dan memantau gas karbon monoksida.
