Gaasidetektori CO elektrokeemilise anduri tuvastamise põhimõte
Elektrokeemiline süsinikmonooksiidi gaasiandur on suletud struktuuriga ja selle struktuur koosneb elektroodidest, filtritest, gaasi läbilaskvatest membraanidest, elektrolüütidest, elektroodide juhtjuhtmetest (tihvtidest) ja korpustest.
Süsinikmonooksiidi gaasiandurit kasutatakse koos häirega ja see on häire põhituvastuselement. Selle põhiprintsiibiks on konstantse potentsiaaliga elektrolüüs. Kui süsinikmonooksiid hajub gaasiandurisse, genereerib selle väljundklemm voolu, mis edastatakse alarmi proovivõtuahelale ja mis mängib rolli keemilise energia muundamisel elektrienergiaks. Kui gaasi kontsentratsioon muutub, muutub proportsionaalselt ka gaasianduri väljundvool ning väljund muundatakse ja võimendatakse häire vaheahelaga, et juhtida erinevaid täiturmehhanisme, et viia lõpule heli, valguse ja elektri tuvastamise ja häirefunktsioonid ning vastavad Juhtseadmed koos moodustavad keskkonna tuvastamise või jälgimise häiresüsteemi.
Kui süsinikmonooksiid hajub tööelektroodi pinnale läbi kesta gaasiavade läbi gaasi läbilaskva membraani, oksüdeerub tööelektroodi katalüüsi all gaas süsinikmonooksiid tööelektroodil. Selle keemilise reaktsiooni valem on:
CO pluss H2O→CO2 pluss 2H pluss pluss 2e-
Tööelektroodil oksüdatsioonireaktsiooni käigus tekkinud H pluss ioonid ja elektronid kantakse läbi elektrolüüdi tööelektroodist teatud kaugusel asuvale vastuelektroodile ja läbivad redutseerimisreaktsiooni vees oleva hapnikuga. Selle keemilise reaktsiooni valem on:
1/2O2 pluss 2H pluss pluss 2e-→H2O
Seetõttu toimub anduri sees pöörduv oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioon. Selle keemilise reaktsiooni valem on:
2CO pluss 2O2→2CO2
See pöörduv oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioon toimub alati tööelektroodi ja vastuelektroodi vahel ning tekitab elektroodide vahel potentsiaalse erinevuse.
Kuna aga kahel elektroodil toimuvad reaktsioonid polariseerivad elektroode, on raske säilitada konstantset elektroodidevahelist potentsiaali, piirates seega süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni tuvastatavat vahemikku.
Elektroodide vahelise konstantse potentsiaali säilitamiseks lisasime võrdluselektroodi. Kolmeelektroodilise elektrokeemilise gaasianduri puhul peegeldab väljundklemm võrdluselektroodi ja tööelektroodi vahelist potentsiaali muutust. Kuna võrdluselektrood ei osale oksüdatsiooni- ega redutseerimisreaktsioonis, võib see hoida elektroodide vahelise potentsiaali konstantsena. (st konstantne potentsiaal), on potentsiaali muutus sel ajal otseselt seotud sama süsinikdioksiidi kontsentratsiooni muutumisega. Kui gaasiandur toodab väljundvoolu, on selle suurus võrdeline gaasi kontsentratsiooniga. Süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni saab tuvastada, mõõtes anduri väljundvoolu välise vooluringiga läbi elektroodi juhtmejuhtme ja sellel on lai lineaarne mõõtmisvahemik. Sel viisil saab vingugaasi tuvastamist ja jälgimist teostada, ühendades väliselt gaasianduriga signaali kogumisahela ja vastava teisendus- ja väljundahela.
