Gaz dedektörünün CO elektrokimyasal sensörünün algılama prensibi
Karbon monoksit gazı sensörü alarmla birlikte kullanılır ve alarmın temel algılama bileşenidir. Sabit potansiyel elektroliz prensibine dayanmaktadır. 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. Alarmın ara devresi, farklı yürütme cihazlarını çalıştırmak için çıkışı dönüştürür ve güçlendirir; ses, ışık ve elektriğin algılama ve alarm işlevlerini tamamlar. İlgili kontrol cihazıyla birlikte bir çevresel algılama veya izleme alarm sistemi oluşturur.
Karbon monoksit gazı, dış kabuktaki gözenekler ve nefes alabilen membran yoluyla çalışma elektrotunun yüzeyine yayıldığında, çalışma elektrotunun katalitik etkisi altında çalışma elektrotu üzerinde oksidasyona uğrar. Kimyasal reaksiyonun formülü:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
Çalışma elektrodu üzerinde oksidasyon reaksiyonu sonucu oluşan H+ iyonları ve elektronlar, elektrolit vasıtasıyla çalışma elektrodundan belli bir mesafede bulunan karşı elektroda aktarılır ve sudaki oksijen ile indirgeme reaksiyonuna girer. Kimyasal reaksiyonun formülü:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Bu nedenle sensörün içinde tersinir bir oksidasyon-indirgeme reaksiyonu meydana gelir. Kimyasal reaksiyonun formülü:
2CO+2O2 → 2CO2
Tersinir oksidasyon-indirgeme reaksiyonu her zaman çalışma elektrodu ile karşı elektrot arasında meydana gelir ve elektrotlar arasında bir potansiyel farkı oluşturur.
Bununla birlikte, her iki elektrot üzerinde meydana gelen reaksiyonların neden olduğu elektrotların polarizasyonundan dolayı, sabit bir elektrotlar arası potansiyelin muhafaza edilmesi zordur, bu da tespit edilebilir karbon monoksit konsantrasyonu aralığını da sınırlar.
Sabit bir elektrotlar arası potansiyeli korumak için bir referans elektrot ekledik. Üç elektrotlu bir elektrokimyasal gaz sensöründe çıkış terminali, referans elektrot ile çalışma elektrotu arasındaki potansiyel değişimi yansıtır. Referans elektrot oksidasyon veya indirgeme reaksiyonlarına katılmadığından elektrotlar arasında sabit bir potansiyel (yani sabit potansiyel) koruyabilir ve potansiyeldeki değişiklik doğrudan karbon monoksit konsantrasyonundaki değişiklikle ilişkilidir. Bir gaz sensörü bir çıkış akımı ürettiğinde, bunun büyüklüğü gazın konsantrasyonuyla orantılıdır. Sensörün çıkış akımını elektrot uçları aracılığıyla ölçmek için harici bir devre kullanılarak, karbon monoksit konsantrasyonu geniş bir doğrusal ölçüm aralığıyla tespit edilebilir. Bu sayede harici bir sinyal toplama devresi ve ilgili dönüştürme ve çıkış devrelerinin gaz sensörüne bağlanmasıyla karbon monoksit gazının tespit edilmesi ve izlenmesi mümkün olmaktadır.
