ガス検知器のCO電気化学センサー検出原理
電気化学式一酸化炭素ガスセンサーは、電極、フィルター、通気性膜、電解質、電極リード線（ピン）、ハウジングで構成される密閉構造で設計されています。
一酸化炭素ガスセンサーと警報器は、警報器の使用をサポートし、警報器の核心となる検出素子であり、基本原理としては定電位電解です。一酸化炭素がガスセンサーに拡散すると、その出力端子から電流出力が発生し、警報器内のサンプリング回路に供給され、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する役割を果たします。ガス濃度が変化すると、ガスセンサーの出力電流も比例して変化し、警報器の中間回路によって変換および増幅され、さまざまな作動装置を駆動して音響、光学、電気などの検出および警報機能を完成させます。これらは対応する制御装置とともに、環境検出または監視警報システムを構成します。
一酸化炭素ガスが透過膜を介してシェルの空気孔から作用電極の表面に拡散すると、作用電極の触媒効果により、一酸化炭素ガスは作用電極上で酸化されます。化学反応式は次のとおりです。
CO+H2O→CO2+2H++2e-
作用電極上での酸化反応により発生したH+イオンと電子は、電解液を介して作用電極から一定の距離を保った対電極に移動し、水中の酸素との還元反応が起こります。化学反応式は次のようになります。
1/2O2+2H++2e-→H2O
したがって、センサー内で可逆的な酸化還元反応が起こります。化学反応式は次のようになります。
2CO+2O2 →2CO2
この可逆的な酸化還元反応は常に作用電極と対電極の間で起こり、電極間に電位差を生み出します。
しかし、両電極での反応により電極が分極するため、一定の電極間電位を維持することが困難になり、検出できる一酸化炭素濃度の範囲が制限されます。
極間電位を一定に保つために、参照電極が追加されます。3電極電気化学ガスセンサーでは、参照電極は酸化還元反応に関与しないため、その出力は参照電極と作用電極間の電位変化を反映し、電位の変化が一酸化炭素濃度の変化に直接関係する場合、極間の電位を一定（つまり、定電位）に保つことができます。ガスセンサーが出力電流を生成する場合、その大きさはガスの濃度に比例します。電極リード線を介して外部回路でセンサーの出力電流の大きさを測定することにより、一酸化炭素の濃度を検出でき、広い線形測定範囲があります。このように、信号取得回路と対応する変換および出力回路をガスセンサーに接続することにより、一酸化炭素ガスを検出および監視できます。
