Principio de detección del sensor electroquímico de CO del detector de gas.
El sensor de gas de monóxido de carbono se utiliza junto con la alarma y es el componente principal de detección de la alarma. Se basa en el principio de electrólisis de potencial constante. 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, desempeñando un papel en la conversión de energía química en energía eléctrica. Cuando cambia la concentración de gas, la corriente de salida del sensor de gas también cambia proporcionalmente. El circuito intermedio de la alarma convierte y amplifica la salida para accionar diferentes dispositivos de ejecución, completando las funciones de detección y alarma de sonido, luz y electricidad. Junto con el correspondiente dispositivo de control forma un sistema de alarma de detección o seguimiento ambiental.
Cuando el gas monóxido de carbono se difunde sobre la superficie del electrodo de trabajo a través de los poros de la capa exterior y la membrana respirable, sufre oxidación en el electrodo de trabajo bajo la acción catalítica del 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 a cierta distancia del electrodo de trabajo a través del electrolito y sufren una reacción de reducción con el oxígeno del agua. La fórmula de la reacción química es:
1/2O2+2H++2e - → H2O
Por lo tanto, se produce una reacción reversible de oxidación-reducción dentro del sensor. La fórmula de la reacción química es:
2CO+2O2 → 2CO2
La reacción reversible de oxidación-reducción siempre ocurre entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo, y genera una diferencia de potencial entre los electrodos.
Sin embargo, debido a la polarización de los electrodos causada por reacciones que ocurren en ambos electrodos, es difícil mantener un potencial entre electrodos constante, lo que también limita el rango detectable de concentración de monóxido de carbono.
Para mantener un potencial entre electrodos constante, agregamos un electrodo de referencia. En un sensor de gas electroquímico de tres electrodos, el terminal de salida refleja el cambio de potencial entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo. Dado que el electrodo de referencia no participa en reacciones de oxidación o reducción, puede mantener un potencial constante entre los electrodos (es decir, potencial constante), y el cambio de potencial está directamente relacionado con el cambio en la concentración de monóxido de carbono. Cuando un sensor de gas genera una corriente de salida, su magnitud es proporcional a la concentración del gas. Al utilizar un circuito externo para medir la corriente de salida del sensor a través de cables de electrodos, se puede detectar la concentración de monóxido de carbono con un amplio rango de medición lineal. De esta manera, conectando un circuito externo de adquisición de señales y los correspondientes circuitos de conversión y salida al sensor de gas, es posible detectar y controlar el gas monóxido de carbono.
