Principe de détection des capteurs électrochimiques de CO dans les détecteurs de gaz
Le capteur de monoxyde de carbone est utilisé conjointement avec l'alarme et constitue le composant de détection principal de l'alarme. Il est basé sur le principe de l’électrolyse à potentiel constant. 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, jouant un rôle dans la 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. Le circuit intermédiaire de l'alarme convertit et amplifie la sortie pour piloter différents dispositifs d'exécution, complétant ainsi les fonctions de détection et d'alarme du son, de la lumière et de l'électricité. Avec le dispositif de contrôle correspondant, il forme un système d'alarme de détection ou de surveillance environnementale.
Lorsque le monoxyde de carbone se diffuse sur la surface de l'électrode de travail à travers les pores de l'enveloppe externe et la membrane respirante, il subit une oxydation sur l'électrode de travail sous l'action catalytique de 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 à une certaine distance de l'électrode de travail à travers l'électrolyte et subissent une réaction de réduction avec l'oxygène présent dans l'eau. La formule de la réaction chimique est :
1/2O2+2H++2e-→H2O
Par conséquent, une réaction d'oxydo--réduction réversible se produit à l'intérieur du capteur. La formule 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 génère une différence de potentiel entre les électrodes.
Cependant, en raison de la polarisation des électrodes provoquée par les réactions se produisant sur les deux électrodes, il est difficile de maintenir un potentiel inter-électrode constant, ce qui limite également la plage détectable de concentration de monoxyde de carbone.
Pour maintenir un potentiel inter-électrode constant, nous avons ajouté une électrode de référence. Dans un capteur de gaz électrochimique à trois électrodes, la borne de sortie reflète le changement de potentiel entre l'électrode de référence et l'électrode de travail. Étant donné que l'électrode de référence ne participe pas aux réactions d'oxydation ou de réduction, elle peut maintenir un potentiel constant entre les électrodes (c'est-à-dire un potentiel constant), et le changement de potentiel est directement lié au changement de concentration de monoxyde de carbone. Lorsqu'un capteur de gaz génère un courant de sortie, son amplitude est proportionnelle à la concentration du gaz. En utilisant un circuit externe pour mesurer le courant de sortie du capteur via des câbles d'électrode, la concentration de monoxyde de carbone peut être détectée avec une large plage de mesure linéaire. De cette manière, en connectant un circuit d'acquisition de signal externe et des circuits de conversion et de sortie correspondants au capteur de gaz, il est possible de détecter et de surveiller le monoxyde de carbone gazeux.
