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日本理研是电化学传感器研制开发能力很强的国际性公司之一,其CO-82便携式一氧化碳检测仪在80年代就进入我国。今天拆解该仪器使用的CO传感器。
一、仪器外貌CO-82便携式一氧化碳检测仪,装在皮套内,便于携带:
这是传感器,安装在仪器顶部的旋转插槽内,装卸比较方便:
二、传感器取下传感器,该传感器采用二电极电化学CO传感器,型号ES-81,已经失效,内部的电解液泄漏并干涸了:
电解液泄漏点在工作电极引线处,这是早期许多采用液体电解质电化学传感器的通病:
该传感器结构图如下:
传感器工作机理:CO气体通过传感器顶部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相隔一定距离的对电极上,与水中的氧发生还原反应。其化学反应式为:
1/2 O2+2H++2e-→H2O
因此,传感器内部发生了氧化-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。当被检测气体浓度发生变化时,传感器的输出电流也随之成正比变化,这个电信号经电路处理、显示并报警。
三、传感器拆解1、这是传感器封装后,电解液的加注孔:
用钢锯片锯开顶部气孔板:
第一层是滤网:
黄色的是垫片,控制内部气孔与气体接触面积:
内部气孔下面是工作电极的白色透气膜,其背面是工作电极:
2、拆底部的电接触片:
打开底部,内部中心是对电极通气孔:
锯断电解液仓:
内部有一只吸附电解质纤维柱,已经没有流动的电解液:
底部中心的黑色部分是对电极,白色部分是电解质毡垫片:
取出毡垫片,吸满了电解液,其功能是连接电极与电解质纤维柱:
看见对电极(不小心把表面刮了一下,露白了):
对电极正面:
对电极背面(即电极基体),是白色的高分子透气膜。透气膜只透过气体,阻挡电解液,通常采用化学惰性极佳、且具有憎水性的聚四氟乙烯(PTFE):
对电极低倍显微图片:
(未完,楼下继续!)