गैस डिटेक्टर के सीओ इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर का पता लगाने का सिद्धांत
कार्बन मोनोऑक्साइड गैस सेंसर का उपयोग अलार्म के साथ संयोजन में किया जाता है और यह अलार्म में मुख्य पहचान घटक है। यह निरंतर संभावित इलेक्ट्रोलिसिस के सिद्धांत पर आधारित है। जब कार्बन मोनोऑक्साइड गैस सेंसर में फैलती है, तो इसका आउटपुट टर्मिनल एक करंट आउटपुट उत्पन्न करता है, जो अलार्म में सैंपलिंग सर्किट को प्रदान किया जाता है, जो रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने में भूमिका निभाता है। जब गैस सांद्रता बदलती है, तो गैस सेंसर का आउटपुट करंट भी आनुपातिक रूप से बदलता है। अलार्म का मध्यवर्ती सर्किट ध्वनि, प्रकाश और बिजली का पता लगाने और अलार्म कार्यों को पूरा करते हुए, विभिन्न निष्पादन उपकरणों को चलाने के लिए आउटपुट को परिवर्तित और प्रवर्धित करता है। संबंधित नियंत्रण उपकरण के साथ मिलकर, यह एक पर्यावरण पहचान या निगरानी अलार्म प्रणाली बनाता है।
जब कार्बन मोनोऑक्साइड गैस बाहरी आवरण और सांस झिल्ली पर छिद्रों के माध्यम से कार्यशील इलेक्ट्रोड की सतह पर फैलती है, तो यह कार्यशील इलेक्ट्रोड की उत्प्रेरक क्रिया के तहत कार्यशील इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण से गुजरती है। रासायनिक प्रतिक्रिया सूत्र है:
CO+H2O → CO2+2H++2e-
कार्यशील इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से उत्पन्न H+आयन और इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से कार्यशील इलेक्ट्रोड से एक निश्चित दूरी पर काउंटर इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित हो जाते हैं, और पानी में ऑक्सीजन के साथ कमी प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया सूत्र है:
1/2O2+2H++2e - → H2O
इसलिए, सेंसर के अंदर एक प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया होती है। रासायनिक प्रतिक्रिया सूत्र है:
2CO+2O2 → 2CO2
प्रतिवर्ती ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया हमेशा कार्यशील इलेक्ट्रोड और काउंटर इलेक्ट्रोड के बीच होती है, और इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर उत्पन्न करती है।
हालाँकि, दोनों इलेक्ट्रोडों पर होने वाली प्रतिक्रियाओं के कारण इलेक्ट्रोड के ध्रुवीकरण के कारण, एक स्थिर अंतर इलेक्ट्रोड क्षमता को बनाए रखना मुश्किल होता है, जो कार्बन मोनोऑक्साइड एकाग्रता की पता लगाने योग्य सीमा को भी सीमित करता है।
एक स्थिर अंतर इलेक्ट्रोड क्षमता बनाए रखने के लिए, हमने एक संदर्भ इलेक्ट्रोड जोड़ा। तीन इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोकेमिकल गैस सेंसर में, आउटपुट टर्मिनल संदर्भ इलेक्ट्रोड और कार्यशील इलेक्ट्रोड के बीच संभावित परिवर्तन को दर्शाता है। चूंकि संदर्भ इलेक्ट्रोड ऑक्सीकरण या कमी प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेता है, इसलिए यह इलेक्ट्रोड (यानी निरंतर क्षमता) के बीच एक निरंतर क्षमता बनाए रख सकता है, और क्षमता में परिवर्तन सीधे कार्बन मोनोऑक्साइड एकाग्रता में परिवर्तन से संबंधित है। जब कोई गैस सेंसर आउटपुट करंट उत्पन्न करता है, तो इसका परिमाण गैस की सांद्रता के समानुपाती होता है। इलेक्ट्रोड लीड के माध्यम से सेंसर के आउटपुट करंट को मापने के लिए एक बाहरी सर्किट का उपयोग करके, कार्बन मोनोऑक्साइड की सांद्रता को एक विस्तृत रैखिक माप सीमा के साथ पता लगाया जा सकता है। इस तरह, बाहरी सिग्नल अधिग्रहण सर्किट और संबंधित रूपांतरण और आउटपुट सर्किट को गैस सेंसर से जोड़कर, कार्बन मोनोऑक्साइड गैस का पता लगाना और उसकी निगरानी करना संभव है।
