一氧化碳传感器的工作原理是什么?
一氧化碳传感器的工作原理是什么?
当一氧化碳气体通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表面上时,在工作电极的催化作用下,
一氧化碳气体在工作电极上发生氧化。其化学反应式为:
CO+H20-*C02+2H++2e一
在工作电极上发生氧化反应产生的H+离子和电子,通过电解液转移到与工作电极保持一定间隔的
对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为:
10,+2H++2e一一H20
2 ‘
因此,传感器内部就发生了氧化.还原的可逆反应。其化学反应式为:
2C0+202--2C02
这个氧化一还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终友生着,并在电极间产生电位差。
但是由于在两个电极上发生的反应都会使电极极化,这使得极间电位难以维持恒定,因而也限制
了对一氧化碳浓度可检测的范围。
为了维持极间电位的恒定,我们加入了一个参比电极。在三电极电化学气体传感器中,其输出端
所反映出的是参比电极和工作电极之间的电位变化,由于参比电极不参与氧化或还原反应,因此它可
以使极间的电位维持恒定(即恒电位),此时电位的变化就同一氧化碳浓度的变化直接有关。当气体
传感器产生输出电流时,其大小与气体的浓度成正比。通过电极引出线用外部电路测量传感器输出电
流的大小,便可检测出一氧化碳的浓度,并且有很宽的线性测量范围。这样,在气体传感器上外接信
号采集电路和相应的转换和输出电路,就能够对一氧化碳气体实现检测和监控。
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