Principio de detección del sensor electroquímico de CO para detectores de gas
El sensor electroquímico de gas de monóxido de carbono está diseñado con una estructura cerrada, que se compone de electrodos, filtros, membrana respirable, electrolito, cables conductores de electrodos (clavijas) y carcasa.
El sensor de gas de monóxido de carbono y la alarma que respaldan el uso de alarmas son el núcleo de la alarma en el elemento de detección y su principio básico es una electrólisis de potencial fijo. Cuando el monóxido de carbono se difunde en el sensor de gas, su terminal de salida genera una salida de corriente, que se proporciona al circuito de muestreo de la alarma y desempeña la función de convertir la energía química en energía eléctrica. Cuando cambia la concentración de gas, la corriente de salida del sensor de gas también cambia proporcionalmente, que es convertida y amplificada por el circuito intermedio de la alarma para accionar diferentes dispositivos actuadores para completar las funciones de detección y alarma, como acústica, óptica y eléctrica, que junto con los correspondientes dispositivos de control constituyen un sistema de alarma de detección o seguimiento ambiental.
Cuando el gas monóxido de carbono se difunde a la superficie del electrodo de trabajo a través de los orificios de aire de la carcasa a través de la membrana permeable, bajo el efecto catalítico del electrodo de trabajo, el gas monóxido de carbono se oxida en el electrodo de trabajo. La fórmula de la reacción química es:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Los iones H+ y los electrones generados por la reacción de oxidación en el electrodo de trabajo se transfieren al contraelectrodo, que se mantiene a un cierto intervalo del electrodo de trabajo, a través del electrolito, y se produce la reacción de reducción con el oxígeno del agua. La fórmula de la reacción química es:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Por tanto, se produce una reacción reversible de oxidación-reducción dentro del sensor. La ecuación de la reacción química es:
2CO+2O2 →2CO2
Esta reacción reversible de oxidación-reducción siempre ocurre entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo y produce una diferencia de potencial entre los electrodos.
Sin embargo, dado que la reacción en ambos electrodos polariza los electrodos, esto dificulta mantener un potencial entre electrodos constante y, por lo tanto, limita el rango de concentración de monóxido de carbono que puede detectarse.
Para mantener un potencial interpolar constante, se añade un electrodo de referencia. En el sensor de gas electroquímico de tres electrodos, su salida refleja el cambio de potencial entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo, debido a que el electrodo de referencia no participa en la reacción de oxidación o reducción, por lo que puede hacer que el potencial entre los polos mantenga un constante (es decir, un potencial constante), cuando el cambio de potencial está directamente relacionado con el cambio en la concentración de monóxido de carbono. Cuando el sensor de gas produce una corriente de salida, su magnitud es proporcional a la concentración del gas. Al medir el tamaño de la corriente de salida del sensor con un circuito externo a través del cable del electrodo, se puede detectar la concentración de monóxido de carbono y existe un amplio rango de medición lineal. De esta manera, conectando un circuito de adquisición de señales y los correspondientes circuitos de conversión y salida al sensor de gas, se puede detectar y controlar el gas monóxido de carbono.
