一、一氧化碳气体检测仪工作原理

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。

一氧化碳气体传感器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，最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。

5.毛细孔控制

所有传感器均采用一些方法来控制进入传感器的气体的量。最通用的方法是在传感器的上端开一个小孔，称为毛细孔。这个毛细孔用于限制一氧化碳气体到达工作电极的速率，还可以确保传感器的线性和重复性。

二、一氧化碳气体检测仪的性能指标

依据JJG915-2008《一氧化碳检测报警器》检定规程可知，一氧化碳气体检测仪应达到如下主要性能指标:

1.测量范围

(0～2000)μmol/mol

2.示值误差

绝对误差:±5μmol/mol

相对误差:±10%

以上满足其中之一即可。

3.重复性

≤2%

4.响应时间

扩散式:≤60s

吸入式:≤30s

5.漂移

零点漂移:±3μmol/mol

量程漂移:±5%