Egwyddor Canfod Synwyryddion Electrocemegol CO mewn Synwyryddion Nwy
Defnyddir y synhwyrydd nwy carbon monocsid ar y cyd â'r larwm a dyma'r elfen ganfod craidd yn y larwm. Mae'n seiliedig ar yr egwyddor o electrolysis potensial cyson. Pan fydd carbon monocsid yn ymledu i'r synhwyrydd nwy, mae ei derfynell allbwn yn cynhyrchu allbwn cerrynt, sy'n cael ei ddarparu i'r gylched samplu yn y larwm, gan chwarae rhan wrth drosi ynni cemegol yn ynni trydanol. Pan fydd y crynodiad nwy yn newid, mae cerrynt allbwn y synhwyrydd nwy hefyd yn newid yn gymesur. Mae cylched canolraddol y larwm yn trosi ac yn chwyddo'r allbwn i yrru gwahanol ddyfeisiau gweithredu, gan gwblhau swyddogaethau canfod a larwm sain, golau a thrydan. Ynghyd â'r ddyfais reoli gyfatebol, mae'n ffurfio system larwm canfod neu fonitro amgylcheddol.
Pan fydd nwy carbon monocsid yn tryledu ar wyneb yr electrod gweithio trwy'r mandyllau ar y gragen allanol a'r bilen anadlu, mae'n cael ei ocsidio ar yr electrod gweithio o dan weithred catalytig yr electrod gweithio. Y fformiwla adwaith cemegol yw:
CO+H2O→CO2+2H++2e-
Mae'r ïonau H + a'r electronau a gynhyrchir gan yr adwaith ocsideiddio ar yr electrod gweithio yn cael eu trosglwyddo i'r electrod cownter ar bellter penodol o'r electrod gweithio trwy'r electrolyt, ac yn cael adwaith lleihau ag ocsigen yn y dŵr. Y fformiwla adwaith cemegol yw:
1/2O2+2H++2e-→H2O
Felly, mae adwaith lleihau ocsidiad cildroadwy yn digwydd y tu mewn i'r synhwyrydd. Y fformiwla adwaith cemegol yw:
2CO+2O2 →2CO2
Mae'r adwaith lleihau ocsidiad cildroadwy hwn bob amser yn digwydd rhwng yr electrod gweithio a'r electrod cownter, ac mae'n cynhyrchu gwahaniaeth potensial rhwng yr electrodau.
Fodd bynnag, oherwydd polareiddio'r electrodau a achosir gan adweithiau sy'n digwydd ar y ddau electrod, mae'n anodd cynnal potensial rhyng-electrod cyson, sydd hefyd yn cyfyngu ar ystod canfyddadwy crynodiad carbon monocsid.
Er mwyn cynnal potensial rhyng-electrod cyson, fe wnaethom ychwanegu electrod cyfeirio. Mewn synhwyrydd nwy electrocemegol tri electrod, mae'r derfynell allbwn yn adlewyrchu'r newid posibl rhwng yr electrod cyfeirio a'r electrod gweithio. Gan nad yw'r electrod cyfeirio yn cymryd rhan mewn adweithiau ocsidiad neu ostyngiad, gall gynnal potensial cyson rhwng yr electrodau (hy potensial cyson), ac mae'r newid mewn potensial yn uniongyrchol gysylltiedig â'r newid mewn crynodiad carbon monocsid. Pan fydd synhwyrydd nwy yn cynhyrchu cerrynt allbwn, mae ei faint yn gymesur â chrynodiad y nwy. Trwy ddefnyddio cylched allanol i fesur cerrynt allbwn y synhwyrydd trwy lidiau electrod, gellir canfod crynodiad carbon monocsid gydag ystod mesur llinellol eang. Yn y modd hwn, trwy gysylltu cylched caffael signal allanol a chylchedau trosi ac allbwn cyfatebol i'r synhwyrydd nwy, mae'n bosibl canfod a monitro nwy carbon monocsid.
