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使用一氧化碳分析仪的必要性分析

更新时间:2022-07-14      点击次数:489
  一氧化碳的测量是通过传感器将空气中的一氧化碳气体转化为电信号,经电路转换处理后,由LED显示一氧化碳气体浓度,并将此信号转变成电流或者频率信号,送到二次仪表,实现远程监测。一氧化碳分析仪主要采用半导体原理、红外线选择性吸收原理和电化学原理。由于电化学一氧化碳气体传感器与其他原理的一氧化碳气体传感器相比,具有灵敏度 高、结构简单、功耗低及性能安全等特点,目前已经得到广泛应用。本文主要介绍电化学一氧化碳气体传感器的工作原理。
 
  1.基本原理
 
  目前,较广泛应用的是电化学原理的传感器,其原理是两个电极浸没在一个导电溶液(电解液)中,一氧化碳分子与水分子在其中一个电极上发生反应,转变成二氧化 碳并产生氢离子和电子,这个电极就是工作电极(W);而变化的产物转移到另一个电极,与此电极上的氧气发生反应重新生成水分子,这个电极就是对电极 (C);这两个电极通过含有电阻的外电路导通,可以测量出其电阻两端电压的变化;因此,由此产生的反应就是在氧气存在的情况下将一氧化碳转变成二氧化碳。
 
  2.电极
 
  电化学传感器通常含有两个以上电极,它们通常都是将活性的金属物质固定在聚四氟乙烯(PTFE)膜的表面上,使其具有较大的表面积。这些金属是作为电化学反 应的催化剂,就是说它加速了化学反应,但自身并不发生变化。理论上它们的寿命是无限的,但实际上,数量很小的污染性气体和一些其他因素会逐渐毒化电极,降 低其活性,从而导致其灵敏度降低。
 
  3.电解质
 
  所有的电化学传感器都含有一个导电介质,通过它反应物质才能够在两个电极间移动。
 
  4.参比电极
 
  早期的一氧化碳传感器只包括上面提到的两个电极,即工作电极(W)和对电极(C)。然而当一氧化碳浓度较大时,一氧化碳发生氧化反应的工作电极开始极化,偏 离了正常的工作电位。一旦电极较大地偏离正常工作电位,它对反应的催化能力就会大大降低,影响传感器的输出信号。
 
  为了克服上述限制,引入了一个附加电极,即参比电极(R)。这个电极与工作电极、对电极一样浸在导电介质中,但它不作为催化剂参与任何电化学反应。它的作用仅是提供一个恒定电位。
 
  一氧化碳中毒的危害:
 
  据统计,在急性职业中毒发病和死亡人数多的就是急性一氧化碳中毒,不仅如此,一氧化碳中毒在世界上许多国家所引发的意外中毒致死人数也是多的。研究表明,一氧化碳中毒发生的原因与病人所接触的一氧化碳浓度以及接触时间有关。车间空气中一氧化碳浓度不得超过25ppm,而资料显示当处在一氧化碳浓度达到200ppm的空气中3个小时,人体血液中的碳氧血红蛋白会超过10%;当一氧化碳浓度达到250ppm时,碳氧血红蛋白含量会达到25%,会使人产生严重的头痛眩晕的症状;当在一氧化碳浓度达到800ppm的空气中呼吸达到60分钟,血液中的碳氧血红蛋白含量就能达到60%,使人产生昏迷;而一旦一氧化碳浓度10000ppm时,人只要处于这样的环境中碳氧血红蛋白含量就能达到90%,数分钟就能使人致死。

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