一氧化碳傳感器

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一氧化碳傳感器屬于化學(xué)傳感器?；瘜W(xué)傳感器主要由兩部分組成：傳導(dǎo)或轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器采用密閉結(jié)構(gòu)設(shè)計，其結(jié)構(gòu)是由電極、過濾器、透氣膜、電解液、電極引出線（管腳）、殼體等部分組成。
識別系統(tǒng)把待測物的某一化學(xué)參數(shù)（常常是濃度）與傳導(dǎo)系統(tǒng)連結(jié)起來。它主要具有兩種功能：選擇性地與待測物發(fā)生作用，把所測得的化學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)化成傳導(dǎo)系統(tǒng)可以產(chǎn)生響應(yīng)的信號。
分子識別系統(tǒng)是決定整個化學(xué)傳感器的關(guān)鍵因素。因此，化學(xué)傳感器研究的主要問題就是分子識別系統(tǒng)的選擇以及如何把分子識別系統(tǒng)與合適的傳導(dǎo)系統(tǒng)相連續(xù)。
化學(xué)傳感器的傳導(dǎo)系統(tǒng)接受識別系統(tǒng)響應(yīng)信號，并通過電極、光纖或質(zhì)量敏感元件將響應(yīng)信號以電壓、電流或光強(qiáng)度等的變化形式，傳送到電子系統(tǒng)進(jìn)行放大或進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出，最終使識別系統(tǒng)的響應(yīng)信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯苡米鞣治龅男盘?，檢測出樣品中待測物的量。

相關(guān)應(yīng)用
一氧化碳傳感器廣泛使用在礦山，汽車，家庭等空氣質(zhì)量安全檢測的地方。

基本原理
一氧化碳?xì)怏w傳感器與報警器配套使用，是報警器中的核心檢測元件，它是以定電位電解為基本原理。當(dāng)一氧化碳擴(kuò)散到氣體傳感器時，其輸出端產(chǎn)生電流輸出，提供給報警器中的采樣電路，起著將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的作用。當(dāng)氣體濃度發(fā)生變化時，氣體傳感器的輸出電流也隨之成正比變化，經(jīng)報警器的中間電路轉(zhuǎn)換放大輸出，以驅(qū)動不同的執(zhí)行裝置，完成聲、光和電等檢測與報警功能，與相應(yīng)的控制裝置一同構(gòu)成了環(huán)境檢測或監(jiān)測報警系統(tǒng)。

工作原理
當(dāng)一氧化碳?xì)怏w通過外殼上的氣孔經(jīng)透氣膜擴(kuò)散到工作電極表面上時，在工作電極的催化作用下，一氧化碳?xì)怏w在工作電極上發(fā)生氧化。其化學(xué)反應(yīng)式為： CO+H2O→CO2+2H++2e-
在工作電極上發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的H+離子和電子，通過電解液轉(zhuǎn)移到與工作電極保持一定間隔的對電極上，與水中的氧發(fā)生還原反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：
1/2O2+2H++2e-→H2O
因此，傳感器內(nèi)部就發(fā)生了氧化-還原的可逆反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)式為：
2CO+O2 →2CO2
這個氧化-還原的可逆反應(yīng)在工作電極與對電極之間始終發(fā)生著，并在電極間產(chǎn)生電位差。
但是由于在兩個電極上發(fā)生的反應(yīng)都會使電極極化，這使得極間電位難以維持恒定，因而也限制了對一氧化碳濃度可檢測的范圍。
為了維持極間電位的恒定，我們加入了一個參比電極。在三電極電化學(xué)氣體傳感器中，其輸出端所反應(yīng)出的是參比電極和工作電極之間的電位變化,由于參比電極不參與氧化或還原反應(yīng)，因此它可以使極間的電位維持恒定（即恒電位），此時電位的變化就同一氧化碳濃度的變化直接有關(guān)。當(dāng)氣體傳感器產(chǎn)生輸出電流時，其大小與氣體的濃度成正比。通過電極引出線用外部電路測量傳感器輸出電流的大小，便可檢測出一氧化碳的濃度，并且有很寬的線性測量范圍。這樣，在氣體傳感器上外接信號采集電路和相應(yīng)的轉(zhuǎn)換和輸出電路，就能夠?qū)σ谎趸細(xì)怏w實現(xiàn)檢測和監(jiān)控。

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