Ανιχνευτής μονοξειδίου του άνθρακα

Τα πρώτα σχέδια χρησιμοποιούσαν έναν χημικό ανιχνευτή αποτελούμενο από ένα λευκό επίθεμα που ξεθώριαζε σε καφέ ή μαύρο χρώμα παρουσία μονοξειδίου του άνθρακα. Τέτοιοι ανιχνευτές είναι φθηνοί αλλά δίνουν μόνο μια οπτική προειδοποίηση. Καθώς οι θάνατοι που σχετίζονται με το μονοξείδιο του άνθρακα αυξήθηκαν κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990, οι ακουστικοί συναγερμοί έγιναν τυπικοί.
Τα σημεία συναγερμού στους ανιχνευτές μονοξειδίου του άνθρακα δεν είναι ένα απλό επίπεδο συναγερμού (όπως στους ανιχνευτές καπνού) αλλά είναι μια συνάρτηση συγκέντρωσης-χρόνου. Σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις, π.χ. 100 μέρη ανά εκατομμύριο (PPM), ο ανιχνευτής δεν εκπέμπει συναγερμό για πολλές δεκάδες λεπτά. Στα 400 PPM, ηχεί ο συναγερμός μέσα σε λίγα λεπτά. Αυτή η λειτουργία συγκέντρωσης-χρόνου προορίζεται να μιμηθεί την πρόσληψη μονοξειδίου του άνθρακα στο σώμα, ενώ ταυτόχρονα αποτρέπει τους ψευδείς συναγερμούς λόγω σύντομων εκρήξεων μονοξειδίου του άνθρακα από σχετικά κοινές πηγές, όπως ο καπνός του τσιγάρου.
Υπάρχουν τέσσερις τύποι αισθητήρων που διαφέρουν ως προς το κόστος, την ακρίβεια και την ταχύτητα απόκρισης. Οι περισσότεροι ανιχνευτές δεν διαθέτουν αντικαταστάσιμους αισθητήρες.

Ο ανιχνευτής αποτελείται από ένα επίθεμα μιας έγχρωμης χημικής ουσίας που αλλάζει χρώμα κατά την αντίδραση με το μονοξείδιο του άνθρακα. Παρέχουν μόνο μια ποιοτική προειδοποίηση για το αέριο, ωστόσο. Το κύριο πλεονέκτημα αυτών των ανιχνευτών είναι ότι έχουν το χαμηλότερο κόστος, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι προσφέρουν επίσης το χαμηλότερο επίπεδο προστασίας.
Μια αντίδραση που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση μονοξειδίου του άνθρακα είναι η καταλυτική οξείδωση δισουλφιτοπαλλαδικού καλίου (II):
CO + K2Pd(SO3)2 ->Pd + CO2 + SO2 + K2SO3
Καθώς η αντίδραση εξελίσσεται, η ατομική απελευθέρωση παλλαδίου προκαλεί το χρώμα να αλλάξει από κίτρινο σε καφέ σε μαύρο.

Ένας βιομιμητικός αισθητήρας λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με την αιμοσφαιρίνη, η οποία σκουραίνει παρουσία CO ανάλογα με την ποσότητα μονοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον. Χρησιμοποιεί κυκλοδεξτρίνες, ένα χρωμοφόρο και έναν αριθμό μεταλλικών αλάτων. Αυτό μπορεί είτε να φανεί απευθείας είτε να συνδεθεί με μια υπέρυθρη πηγή φωτονίων όπως ένα IR LED και στη συνέχεια να παρακολουθηθεί χρησιμοποιώντας μια φωτοδίοδο. Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι συνήθως δύο έως τρία χρόνια με τη συμβατική αλκαλική, αλλά μια μπαταρία λιθίου θα διαρκέσει όλη τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Οι αισθητήρες που βασίζονται στη βιοτεχνολογία έχουν ωφέλιμη λειτουργική ζωή έξι ετών. Αυτά τα προϊόντα ήταν τα πρώτα που μπήκαν στη μαζική αγορά, αλλά επειδή κοστίζουν περισσότερο από άλλους αισθητήρες, χρησιμοποιούνται κυρίως σε περιοχές υψηλότερης ποιότητας και σε RV. Η τεχνολογία έχει βελτιωθεί και είναι η πιο αξιόπιστη τεχνολογία, σύμφωνα με έκθεση του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Berkeley.

Ηλεκτροχημικοί αισθητήρες μονοξειδίου του άνθρακα. Τόσο οι αισθητήρες όσο και οι συναγερμοί είναι από διαφορετικές εταιρείες.
Ο μεταλλικός κύλινδρος με κίτρινη ταινία πάνω του.
Ο καφέ κύλινδρος με κείμενο πάνω του.
Ο ηλεκτροχημικός ανιχνευτής χρησιμοποιεί την αρχή μιας κυψέλης καυσίμου για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος όταν το προς ανίχνευση αέριο υφίσταται μια χημική αντίδραση. Το παραγόμενο ρεύμα σχετίζεται ακριβώς με την ποσότητα μονοξειδίου του άνθρακα στο άμεσο περιβάλλον κοντά στον αισθητήρα. Ουσιαστικά, το ηλεκτροχημικό στοιχείο αποτελείται από ένα δοχείο, δύο ηλεκτρόδια, καλώδια σύνδεσης και έναν ηλεκτρολύτη, συνήθως θειικό οξύ. Το μονοξείδιο του άνθρακα οξειδώνεται στο ένα ηλεκτρόδιο σε διοξείδιο του άνθρακα ενώ το οξυγόνο καταναλώνεται στο άλλο ηλεκτρόδιο. Για την ανίχνευση μονοξειδίου του άνθρακα, το ηλεκτροχημικό στοιχείο έχει πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες τεχνολογίες, καθώς έχει μια εξαιρετικά ακριβή και γραμμική απόδοση στη συγκέντρωση μονοξειδίου του άνθρακα, απαιτεί ελάχιστη ισχύ καθώς λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου και έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, η οποία συνήθως είναι πέντε χρόνια. έως δέκα χρόνια. Αυτή η τεχνολογία έχει γίνει η κυρίαρχη τεχνολογία στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη. [απαιτείται παραπομπή] Τα κουμπιά δοκιμής υποδεικνύουν μόνο τη λειτουργική αποτελεσματικότητα της μπαταρίας, του κυκλώματος και του βομβητή. Ο μόνος τρόπος για να ελέγξετε πλήρως τη λειτουργία ενός συναγερμού CO με χρήση ηλεκτροχημικής κυψέλης είναι με μια γνωστή πηγή βαθμονομημένου αερίου δοκιμής που παρέχεται σε ένα κάλυμμα για να διατηρηθεί το επίπεδο συγκέντρωσης για την περίοδο δοκιμής.

Τα λεπτά σύρματα του διοξειδίου του κασσιτέρου ημιαγωγού σε μια μονωτική κεραμική βάση παρέχουν έναν αισθητήρα που παρακολουθείται από ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα. Αυτό το αισθητήριο στοιχείο πρέπει να θερμανθεί περίπου στους 400 βαθμούς για λειτουργία. Το οξυγόνο αυξάνει την αντίσταση του διοξειδίου του κασσιτέρου ενώ το μονοξείδιο του άνθρακα τη μειώνει. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα παρακολουθεί την αντίσταση του αισθητηρίου στοιχείου. Η διάρκεια ζωής είναι περίπου πέντε χρόνια και οι συναγερμοί χρειάζονται δοκιμή κατά την εγκατάσταση και τουλάχιστον ετησίως με δοκιμαστικό αέριο.
Λόγω της μεγάλης ζήτησης ισχύος αυτού του αισθητήρα, συνήθως τροφοδοτείται από το δίκτυο. Ένας παλμικός αισθητήρας που λειτουργεί με μπαταρία είναι διαθέσιμος με διάρκεια ζωής μηνών.
Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως στην Ιαπωνία και αλλού στην Άπω Ανατολή, με κάποια διείσδυση στην αγορά στις ΗΠΑ. Ωστόσο, η ανώτερη απόδοση της τεχνολογίας ηλεκτροχημικών στοιχείων αρχίζει να αντικαθιστά αυτήν την τεχνολογία.