Gaasidetektorite CO elektrokeemiliste andurite tuvastamise põhimõte
Süsinikmonooksiidi gaasiandurit kasutatakse koos häirega ja see on häire põhituvastuskomponent. See põhineb konstantse potentsiaali elektrolüüsi põhimõttel. Kui süsinikmonooksiid hajub gaasiandurisse, genereerib selle väljundklemm voolu, mis antakse häire proovivõtuahelale, mängides rolli keemilise energia muundamisel elektrienergiaks. Kui gaasi kontsentratsioon muutub, muutub proportsionaalselt ka gaasianduri väljundvool. Häire vaheahel teisendab ja võimendab väljundit erinevate täiteseadmete juhtimiseks, täites heli, valguse ja elektri tuvastamise ja häirefunktsioonid. Koos vastava juhtseadmega moodustab see keskkonnatuvastus- või -seiresignalisatsioonisüsteemi.
Kui süsinikmonooksiidi gaas difundeerub väliskesta pooride ja hingava membraani kaudu tööelektroodi pinnale, toimub see tööelektroodi katalüütilise toimel tööelektroodil oksüdeerumisel. Keemilise reaktsiooni valem on järgmine:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Tööelektroodil oksüdatsioonireaktsiooni käigus tekkinud H+ioonid ja elektronid kantakse läbi elektrolüüdi tööelektroodist teatud kaugusel asuvale vastuelektroodile ja läbivad redutseerimisreaktsiooni vees oleva hapnikuga. Keemilise reaktsiooni valem on järgmine:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Seetõttu toimub anduri sees pöörduv oksüdatsiooni{0}}redutseerimisreaktsioon. Keemilise reaktsiooni valem on järgmine:
2CO+2O2 → 2CO2
See pöörduv oksüdatsiooni{0}}redutseerimisreaktsioon toimub alati tööelektroodi ja vastuelektroodi vahel ning tekitab elektroodide vahel potentsiaalse erinevuse.
Kuid elektroodide polarisatsiooni tõttu, mis on põhjustatud mõlemal elektroodil toimuvatest reaktsioonidest, on raske säilitada konstantset elektroodidevahelist potentsiaali, mis piirab ka süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni tuvastatavat vahemikku.
Elektroodidevahelise konstantse potentsiaali säilitamiseks lisasime võrdluselektroodi. Kolme elektroodi elektrokeemilises gaasianduris peegeldab väljundklemm võrdluselektroodi ja tööelektroodi vahelist potentsiaali muutust. Kuna referentselektrood ei osale oksüdatsiooni- ega redutseerimisreaktsioonides, suudab see hoida elektroodide vahel konstantset potentsiaali (st konstantset potentsiaali) ning potentsiaali muutus on otseselt seotud süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni muutusega. Kui gaasiandur genereerib väljundvoolu, on selle suurus võrdeline gaasi kontsentratsiooniga. Kasutades anduri väljundvoolu mõõtmiseks elektroodide juhtmete kaudu välist vooluringi, saab süsinikmonooksiidi kontsentratsiooni tuvastada laia lineaarse mõõtepiirkonnaga. Sel viisil, ühendades gaasianduriga välise signaalivõtuahela ning vastavad muundus- ja väljundahelad, on võimalik tuvastada ja jälgida vingugaasi.
