หลักการตรวจจับของเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี CO ของเครื่องตรวจจับก๊าซ
เซ็นเซอร์ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ใช้ร่วมกับสัญญาณเตือนและเป็นส่วนประกอบการตรวจจับหลักในสัญญาณเตือน ขึ้นอยู่กับหลักการของกระแสไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง เมื่อคาร์บอนมอนอกไซด์แพร่กระจายเข้าไปในเซ็นเซอร์ก๊าซ ขั้วเอาท์พุทจะสร้างกระแสเอาต์พุต ซึ่งจ่ายให้กับวงจรสุ่มตัวอย่างในสัญญาณเตือน โดยมีบทบาทในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า เมื่อความเข้มข้นของก๊าซเปลี่ยนแปลง กระแสไฟขาออกของเซ็นเซอร์ก๊าซจะเปลี่ยนตามสัดส่วนด้วย วงจรระดับกลางของสัญญาณเตือนจะแปลงและขยายเอาต์พุตเพื่อขับเคลื่อนอุปกรณ์ควบคุมการทำงานต่างๆ ทำให้ฟังก์ชันการตรวจจับและการเตือนของเสียง แสง และไฟฟ้าสมบูรณ์ เมื่อใช้ร่วมกับอุปกรณ์ควบคุมที่เกี่ยวข้อง จะสร้างระบบตรวจจับสภาพแวดล้อมหรือระบบแจ้งเตือนการตรวจสอบ
เมื่อก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์กระจายบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดทำงานผ่านรูบนเปลือกนอกและเมมเบรนที่ระบายอากาศได้ ก๊าซจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันบนอิเล็กโทรดทำงานภายใต้ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดทำงาน สูตรปฏิกิริยาเคมีคือ:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
H+ไอออนและอิเล็กตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันบนอิเล็กโทรดทำงานจะถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กโทรดเคาน์เตอร์ที่ระยะห่างจากอิเล็กโทรดทำงานผ่านอิเล็กโทรไลต์ และเกิดปฏิกิริยารีดักชันกับออกซิเจนในน้ำ สูตรปฏิกิริยาเคมีคือ:
1/2O2+2H++2e - → H2O
ดังนั้นปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์แบบผันกลับได้จึงเกิดขึ้นภายในเซ็นเซอร์ สูตรปฏิกิริยาเคมีคือ:
2CO+2O2 → 2CO2
ปฏิกิริยารีดิวซ์-ออกซิเดชันแบบผันกลับได้มักเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดที่ใช้งานได้กับอิเล็กโทรดตัวนับ และสร้างความต่างศักย์ระหว่างอิเล็กโทรด
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโพลาไรเซชันของอิเล็กโทรดที่เกิดจากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดทั้งสอง จึงเป็นเรื่องยากที่จะรักษาศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดให้คงที่ ซึ่งจะจำกัดช่วงความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ตรวจพบได้ด้วย
เพื่อรักษาศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดให้คงที่ เราได้เพิ่มอิเล็กโทรดอ้างอิง ในเซ็นเซอร์ก๊าซเคมีไฟฟ้าเคมีสามอิเล็กโทรด ขั้วต่อเอาต์พุตสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดอ้างอิงและอิเล็กโทรดทำงาน เนื่องจากอิเล็กโทรดอ้างอิงไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือการรีดักชัน จึงสามารถรักษาศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดให้คงที่ (เช่น ศักย์ไฟฟ้าคงที่) และการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ เมื่อเซ็นเซอร์ก๊าซสร้างกระแสเอาต์พุต ขนาดของเซ็นเซอร์จะแปรผันตามความเข้มข้นของก๊าซ การใช้วงจรภายนอกในการวัดกระแสเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ผ่านสายอิเล็กโทรด ทำให้สามารถตรวจจับความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ได้ด้วยช่วงการวัดเชิงเส้นที่กว้าง ด้วยวิธีนี้ โดยการเชื่อมต่อวงจรรับสัญญาณภายนอกและวงจรการแปลงและเอาต์พุตที่สอดคล้องกันเข้ากับเซ็นเซอร์ก๊าซ ทำให้สามารถตรวจจับและตรวจสอบก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ได้
