CO elektrokeemilise anduri tuvastamise põhimõte gaasidetektorite jaoks
Elektrokeemiline süsinikmonooksiidi gaasiandur on konstrueeritud suletud struktuuriga, mis koosneb elektroodidest, filtritest, hingavast membraanist, elektrolüüdist, elektroodide juhtjuhtmetest (tihvtidest) ja korpusest.
Süsinikmonooksiidi gaasiandur ja alarmide kasutamist toetav alarm on tuvastuselemendis oleva häire tuum, see on põhiprintsiibiks fikseeritud potentsiaaliga elektrolüüs. Kui süsinikmonooksiid hajub gaasiandurisse, genereerib selle väljundklemm vooluväljundit, mis edastatakse alarmi proovivõtuahelale ja mis mängib keemilise energia muundamise rolli elektrienergiaks. Gaasi kontsentratsiooni muutumisel muutub proportsionaalselt ka gaasianduri väljundvool, mida häire vaheahel teisendab ja võimendab erinevate käivitusseadmete käivitamiseks, et viia lõpule tuvastamis- ja häirefunktsioonid, nagu akustilised, optilised ja elektrilised, mis koos vastavate juhtimisseadmetega moodustavad keskkonna tuvastamise või jälgimise häiresüsteemi.
Kui süsinikmonooksiid difundeerub läbi läbilaskva membraani korpusel olevate õhuavade kaudu tööelektroodi pinnale, oksüdeerub tööelektroodi katalüütilise toime all tööelektroodil gaas vingugaas. Keemilise reaktsiooni valem on järgmine:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Tööelektroodil oksüdatsioonireaktsiooni käigus tekkinud H+ ioonid ja elektronid kantakse läbi elektrolüüdi tööelektroodist teatud intervalliga hoitud vastuelektroodile ning toimub redutseerimisreaktsioon vees oleva hapnikuga. Keemilise reaktsiooni valem on järgmine:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Seega toimub anduri sees pöörduv oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioon. Keemilise reaktsiooni võrrand on järgmine:
2CO+2O2 → 2CO2
See pöörduv oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioon toimub alati tööelektroodi ja vastuelektroodi vahel ning tekitab elektroodide vahel potentsiaalide erinevuse.
Kuna aga reaktsioon mõlemal elektroodil polariseerib elektroodid, muudab see elektroodidevahelise konstantse potentsiaali säilitamise keeruliseks ja piirab seetõttu tuvastatava süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni vahemikku.
Konstantse interpolaarse potentsiaali säilitamiseks lisatakse võrdluselektrood. Kolmeelektroodilises elektrokeemilises gaasianduris peegeldab selle väljund võrdluselektroodi ja tööelektroodi vahelist potentsiaali muutust, kuna võrdluselektrood ei osale oksüdatsiooni- ega redutseerimisreaktsioonis, nii et see võib muuta pooluste vahelise potentsiaali, et säilitada konstantne (st konstantne potentsiaal), kui potentsiaali muutus on otseselt seotud süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni muutusega. Kui gaasiandur toodab väljundvoolu, on selle suurus võrdeline gaasi kontsentratsiooniga. Mõõtes anduri väljundvoolu suurust välise vooluringiga läbi elektroodi juhtmejuhtme, saab tuvastada süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni ja on lai lineaarne mõõtmisvahemik. Sel viisil saab gaasianduriga signaali kogumisahela ja vastavate muundus- ja väljundahelate ühendamisel tuvastada ja jälgida süsinikmonooksiidi.
