Gaz dedektörünün CO elektrokimyasal sensör algılama prensibi
Elektrokimyasal karbon monoksit gaz sensörü kapalı bir yapı tasarımı benimser ve yapısı elektrotlar, filtreler, gaz geçirgen zarlar, elektrolitler, elektrot kurşun telleri (pimler) ve mahfazalardan oluşur.
Karbon monoksit gazı sensörü, alarmla birlikte kullanılır ve alarmdaki temel algılama elemanıdır. Temel prensip olarak sabit potansiyel elektroliz kullanır. Karbon monoksit gaz sensörüne yayıldığında, çıkış terminali, alarmdaki örnekleme devresine sağlanan bir akım çıkışı üretir ve kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesinde rol oynar. Gaz konsantrasyonu değiştiğinde, gaz sensörünün çıkış akımı da orantılı olarak değişir ve çıkış, ses, ışık ve elektriğin algılama ve alarm işlevlerini tamamlamak üzere farklı aktüatörleri çalıştırmak için alarmın ara devresi tarafından dönüştürülür ve yükseltilir. karşılık gelen kontrol cihazları birlikte bir çevresel algılama veya izleme alarm sistemi oluşturur.
Karbon monoksit gazı, çalışma elektrodunun katalizi altında, gaz geçirgen zar aracılığıyla kabuk üzerindeki gaz deliklerinden çalışma elektrodunun yüzeyine yayıldığında, karbon monoksit gazı çalışma elektrodu üzerinde oksitlenir. Kimyasal reaksiyon formülü:
CO artı H2O→CO2 artı 2H artı artı 2e-
Çalışma elektrotu üzerinde oksidasyon reaksiyonu ile oluşan H artı iyonları ve elektronlar, elektrolit yoluyla çalışma elektrotundan belirli bir mesafede karşı elektrota aktarılır ve sudaki oksijen ile indirgeme reaksiyonuna girer. Kimyasal reaksiyon formülü:
1/2O2 artı 2H artı artı 2e-→H2O
Bu nedenle, sensörün içinde tersinir bir oksidasyon-redüksiyon reaksiyonu meydana gelir. Kimyasal reaksiyon formülü:
2CO artı 2O2→2CO2
Bu tersinir oksidasyon-indirgeme reaksiyonu her zaman çalışan elektrot ile karşıt elektrot arasında meydana gelir ve elektrotlar arasında bir potansiyel farkı oluşturur.
Bununla birlikte, iki elektrotta meydana gelen reaksiyonlar elektrotları polarize edeceğinden, elektrotlar arası sabit bir potansiyeli korumak zordur, bu nedenle saptanabilir karbon monoksit konsantrasyonu aralığını sınırlar.
Elektrotlar arasında sabit bir potansiyel sağlamak için bir referans elektrot ekledik. Üç elektrotlu elektrokimyasal gaz sensöründe çıkış terminali, referans elektrot ile çalışan elektrot arasındaki potansiyel değişimi yansıtır. Referans elektrot oksidasyon veya indirgeme reaksiyonuna katılmadığından, elektrotlar arasındaki potansiyeli sabit tutabilir. (Yani sabit potansiyel), bu andaki potansiyel değişimi, aynı karbondioksit konsantrasyonunun değişimi ile doğrudan ilişkilidir. Gaz sensörü bir çıkış akımı ürettiğinde, büyüklüğü gazın konsantrasyonu ile orantılıdır. Karbon monoksit konsantrasyonu, sensörün çıkış akımını elektrot kurşun teli üzerinden harici bir devre ile ölçerek tespit edilebilir ve geniş bir doğrusal ölçüm aralığına sahiptir. Bu şekilde, karbon monoksit gazının tespiti ve izlenmesi, sinyal toplama devresini ve karşılık gelen dönüştürme ve çıkış devresini gaz sensörüne harici olarak bağlayarak gerçekleştirilebilir.
