가스 감지기의 CO 전기화학 센서 감지 원리
일산화탄소 가스 센서는 경보기와 함께 사용되며 경보기의 핵심 감지 부품입니다. 이는 일정한 전위 전기분해의 원리를 기반으로 합니다. 일산화탄소가 가스 센서로 확산되면 출력 단자에서 전류 출력이 발생하고 이는 경보기의 샘플링 회로에 제공되어 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 합니다. 가스 농도가 변하면 가스 센서의 출력 전류도 그에 비례하여 변합니다. 경보의 중간 회로는 출력을 변환하고 증폭하여 다양한 실행 장치를 구동하여 소리, 빛 및 전기의 감지 및 경보 기능을 완성합니다. 해당 제어 장치와 함께 환경 감지 또는 모니터링 경보 시스템을 형성합니다.
일산화탄소 가스가 외부 껍질의 기공과 통기성 멤브레인을 통해 작동 전극 표면으로 확산되면 작동 전극의 촉매 작용에 따라 작동 전극에서 산화됩니다. 화학 반응식은 다음과 같습니다.
CO+H2O→CO2+2H++2e-
작동극에서 산화반응으로 생성된 H+이온과 전자는 전해질을 거쳐 작동전극으로부터 일정 거리에 있는 상대전극으로 전달되어 물 속의 산소와 환원반응을 일으킨다. 화학 반응식은 다음과 같습니다.
1/2O2+2H++2e-→H2O
따라서 센서 내부에서는 가역적인 산화-환원 반응이 일어납니다. 화학 반응식은 다음과 같습니다.
2CO+2O2 →2CO2
이러한 가역적 산화-환원 반응은 항상 작동 전극과 상대 전극 사이에서 발생하며 전극 사이에 전위차가 발생합니다.
그러나, 양쪽 전극에서 일어나는 반응으로 인해 전극의 분극이 발생하여 전극간 전위를 일정하게 유지하기 어렵고, 이로 인해 일산화탄소 농도의 검출 범위도 제한됩니다.
일정한 전극 간 전위를 유지하기 위해 기준 전극을 추가했습니다. 3전극 전기화학 가스 센서에서 출력 단자는 기준 전극과 작동 전극 사이의 전위 변화를 반영합니다. 기준전극은 산화나 환원 반응에 참여하지 않기 때문에 전극 사이에 일정한 전위(즉, 일정한 전위)를 유지할 수 있으며, 전위의 변화는 일산화탄소 농도의 변화와 직접적인 관련이 있습니다. 가스 센서가 출력 전류를 생성할 때 그 크기는 가스 농도에 비례합니다. 외부 회로를 사용하여 전극 리드를 통해 센서의 출력 전류를 측정함으로써 넓은 선형 측정 범위로 일산화탄소 농도를 감지할 수 있습니다. 이런 방식으로 외부 신호 획득 회로와 해당 변환 및 출력 회로를 가스 센서에 연결하면 일산화탄소 가스를 감지하고 모니터링할 수 있습니다.
