Principe de détection du capteur électrochimique de CO pour les détecteurs de gaz
Le capteur électrochimique de monoxyde de carbone est conçu avec une structure fermée composée d'électrodes, de filtres, d'une membrane respirante, d'un électrolyte, de fils conducteurs d'électrodes (broches) et d'un boîtier.
Le capteur de gaz monoxyde de carbone et l'alarme prenant en charge l'utilisation d'alarmes sont le cœur de l'alarme dans l'élément de détection, il s'agit d'une électrolyse à potentiel fixe comme principe de base. Lorsque le monoxyde de carbone se diffuse dans le capteur de gaz, sa borne de sortie génère une sortie de courant, qui est fournie au circuit d'échantillonnage de l'alarme et joue le rôle de conversion de l'énergie chimique en énergie électrique. Lorsque la concentration de gaz change, le courant de sortie du capteur de gaz change également proportionnellement, qui est converti et amplifié par le circuit intermédiaire de l'alarme pour piloter différents dispositifs d'actionnement afin de compléter les fonctions de détection et d'alarme telles que acoustiques, optiques et électriques, qui avec les dispositifs de contrôle correspondants, ils constituent un système d'alarme de détection ou de surveillance de l'environnement.
Lorsque le monoxyde de carbone se diffuse à la surface de l'électrode de travail à travers les trous d'air sur la coque via la membrane perméable, sous l'effet catalytique de l'électrode de travail, le monoxyde de carbone gazeux est oxydé sur l'électrode de travail. La formule de la réaction chimique est :
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Les ions H+ et les électrons générés par la réaction d'oxydation sur l'électrode de travail sont transférés à la contre-électrode, qui est maintenue à un certain intervalle de l'électrode de travail, à travers l'électrolyte, et la réaction de réduction avec l'oxygène présent dans l'eau se produit. La formule de la réaction chimique est :
1/2O2+2H++2e-→H2O
Ainsi, une réaction d’oxydo-réduction réversible se produit au sein du capteur. L’équation de la réaction chimique est :
2CO+2O2 →2CO2
Cette réaction d'oxydo-réduction réversible se produit toujours entre l'électrode de travail et la contre-électrode et produit une différence de potentiel entre les électrodes.
Cependant, étant donné que la réaction au niveau des deux électrodes polarise les électrodes, il est difficile de maintenir un potentiel inter-électrode constant et limite donc la plage de concentration de monoxyde de carbone pouvant être détectée.
Afin de maintenir un potentiel interpolaire constant, une électrode de référence est ajoutée. Dans le capteur de gaz électrochimique à trois électrodes, sa sortie reflète le changement de potentiel entre l'électrode de référence et l'électrode de travail, car l'électrode de référence ne participe pas à la réaction d'oxydation ou de réduction, elle peut donc créer un potentiel entre les pôles pour maintenir un constant (c'est-à-dire un potentiel constant), lorsque le changement de potentiel est directement lié au changement de concentration de monoxyde de carbone. Lorsque le capteur de gaz produit un courant de sortie, son amplitude est proportionnelle à la concentration du gaz. En mesurant la taille du courant de sortie du capteur avec un circuit externe via le fil conducteur de l'électrode, la concentration de monoxyde de carbone peut être détectée et il existe une large plage de mesure linéaire. De cette manière, en connectant un circuit d'acquisition de signal et des circuits de conversion et de sortie correspondants au capteur de gaz, le monoxyde de carbone peut être détecté et surveillé.
