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红外一氧化碳CO传感器是如何进行测量的呢?

发布时间:2022-05-12      点击次数:38
  一氧化碳是一种有毒气体,这种气体可以让人体产生休克等危险,所以无论是一些矿井单位,还是医院学校,往往都在考虑安装一氧化碳传感器设备来预防这种气体,现在常见的一氧化碳传感器属于新型的红外线一氧化碳传感器。
 
  红外一氧化碳CO传感器是基于长光程多次反射池及气体滤光相关技术(GFC)调制技术研发而成,通过比较样品气体和参比气体在红外波段的吸收情况,从而根据朗伯比尔定律测量样品气中CO的浓度。传感器内部集成完整的漂移控制和温度控制电路。
 
  该仪器适用于环境空气质量自动监测、室内空气质量检测、工业过程分析、染源监测等领域,完全符合国家相关标准。
 
  一氧化碳传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检测元件,它是以定电位电解为基本原理。当一氧化碳扩散到气体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。
 
  红外一氧化碳CO传感器的工作原理如下:
 
  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+H2O→CO2+2H++2e-
 
  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:½O2+2H++2e-→H2O
 
  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:2CO+2O2 →2CO2
 
  这个氧化-还原的可逆反应在工作电极与对电极之间始终发生着,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,其输出端所反应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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