CO elektrocheminio jutiklio aptikimo principas dujų detektoriams
Elektrocheminis anglies monoksido dujų jutiklis yra suprojektuotas su uždara struktūra, kurią sudaro elektrodai, filtrai, kvėpuojanti membrana, elektrolitas, elektrodų laidai (kaiščiai) ir korpusas.
Anglies monoksido dujų jutiklis ir signalizacija, palaikanti pavojaus signalų naudojimą, yra aptikimo elemento aliarmo šerdis, tai yra fiksuoto potencialo elektrolizė kaip pagrindinis principas. Kai anglies monoksidas pasklinda į dujų jutiklį, jo išvesties gnybtas generuoja srovės išvestį, kuri tiekiama į signalizacijos mėginių ėmimo grandinę ir atlieka cheminės energijos pavertimo elektros energija vaidmenį. Pasikeitus dujų koncentracijai, proporcingai kinta ir dujų jutiklio išėjimo srovė, kuri paverčiama ir sustiprinama tarpinės signalizacijos grandinės, kad valdytų skirtingus įjungimo įtaisus, kad būtų užbaigtos aptikimo ir aliarmo funkcijos, tokios kaip akustinės, optinės ir elektrinės. kartu su atitinkamais valdymo įtaisais sudaro aplinkos aptikimo arba stebėjimo signalizacijos sistemą.
Kai anglies monoksido dujos difunduoja į darbinio elektrodo paviršių per oro angas korpuse per pralaidžią membraną, veikiant kataliziniam darbinio elektrodo poveikiui, ant darbinio elektrodo oksiduojasi anglies monoksido dujos. Cheminės reakcijos formulė yra tokia:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Oksidacijos reakcijos ant darbinio elektrodo susidarę H+ jonai ir elektronai per elektrolitą perkeliami į priešpriešinį elektrodą, kuris laikomas tam tikru intervalu nuo darbinio elektrodo, ir vyksta redukcijos reakcija su vandenyje esančiu deguonimi. Cheminės reakcijos formulė yra tokia:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Taigi jutiklyje vyksta grįžtama oksidacijos-redukcijos reakcija. Cheminės reakcijos lygtis yra tokia:
2CO+2O2 → 2CO2
Ši grįžtama oksidacijos-redukcijos reakcija visada vyksta tarp darbinio elektrodo ir priešinio elektrodo ir sukuria potencialų skirtumą tarp elektrodų.
Tačiau kadangi abiejų elektrodų reakcija poliarizuoja elektrodus, dėl to sunku išlaikyti pastovų elektrodų potencialą, todėl apribojamas anglies monoksido koncentracijos diapazonas, kurį galima aptikti.
Siekiant išlaikyti pastovų tarppolių potencialą, pridedamas etaloninis elektrodas. Trijų elektrodų elektrocheminio dujų jutiklio išvestis atspindi potencialo pokytį tarp etaloninio elektrodo ir darbinio elektrodo, nes etaloninis elektrodas nedalyvauja oksidacijos ar redukcijos reakcijoje, todėl gali sudaryti potencialą tarp polių, kad išlaikytų konstanta (ty pastovus potencialas), kai potencialo pokytis yra tiesiogiai susijęs su anglies monoksido koncentracijos pokyčiu. Kai dujų jutiklis sukuria išėjimo srovę, jos dydis yra proporcingas dujų koncentracijai. Išmatuojant jutiklio išėjimo srovės dydį išorine grandine per elektrodo laidą, galima nustatyti anglies monoksido koncentraciją ir yra platus tiesinis matavimo diapazonas. Tokiu būdu prie dujų jutiklio prijungus signalo gavimo grandinę ir atitinkamas konvertavimo bei išvesties grandines, galima aptikti ir stebėti anglies monoksido dujas.
