Detector de monòxid de carboni

Els primers dissenys utilitzaven un detector químic que consistia en un coixinet blanc que es va esvair a un color marró o negre en presència de monòxid de carboni. Aquests detectors són barats, però només donen un avís visual. A mesura que les morts relacionades amb el monòxid de carboni van augmentar durant la dècada de 1990, les alarmes sonores es van convertir en estàndard.
Els punts d'alarma dels detectors de monòxid de carboni no són un simple nivell d'alarma (com en els detectors de fum), sinó que són una funció de concentració-temps. A concentracions més baixes, per exemple, 100 parts per milió (PPM), el detector no fa sonar una alarma durant moltes desenes de minuts. A 400 PPM, l'alarma sona en pocs minuts. Aquesta funció de concentració-temps està pensada per imitar l'absorció de monòxid de carboni al cos alhora que evita falses alarmes a causa de breus ràfegues de monòxid de carboni de fonts relativament habituals, com ara el fum de la cigarreta.
Hi ha quatre tipus de sensors disponibles, que varien en cost, precisió i velocitat de resposta. La majoria dels detectors no tenen sensors substituïbles.

El detector consisteix en un coixinet d'una substància química de color que canvia de color en reaccionar amb monòxid de carboni. Tanmateix, només proporcionen un avís qualitatiu del gas. El principal avantatge d'aquests detectors és que són el cost més baix, però l'inconvenient és que també ofereixen el nivell de protecció més baix.
Una reacció utilitzada per a la detecció de monòxid de carboni és l'oxidació catalítica del disulfitopalladat de potassi (II):
CO + K2Pd(SO3)2 ->Pd + CO2 + SO2 + K2SO3
A mesura que avança la reacció, l'alliberament de pal·ladi atòmic fa que el color canviï de groc a marró a negre.

Un sensor biomimètic funciona d'una manera similar a l'hemoglobina que s'enfosqueix en presència de CO proporcional a la quantitat de monòxid de carboni a l'entorn. Utilitza ciclodextrines, un cromòfor i una sèrie de sals metàl·liques. Això es pot veure directament o connectar-se a una font d'infrarojos de fotons, com ara un LED IR, i després es pot controlar mitjançant un fotodíode. La vida útil de la bateria sol ser de dos a tres anys amb les alcalines convencionals, però una bateria de liti durarà tota la vida del producte. Els sensors basats en biotecnologia tenen una vida útil operativa de sis anys. Aquests productes van ser els primers a entrar al mercat massiu, però com que costen més que altres sensors s'utilitzen principalment en zones de gamma alta i vehicles recreatius. La tecnologia s'ha millorat i és la tecnologia més fiable, segons un informe del Laboratori Nacional Lawrence Berkeley.

Sensors electroquímics de monòxid de carboni. Tant els sensors com les alarmes són de diferents empreses.
El cilindre metàl·lic amb una cinta groga.
El cilindre marró amb text.
El detector electroquímic utilitza el principi d'una pila de combustible per generar un corrent elèctric quan el gas a detectar experimenta una reacció química. El corrent generat està relacionat precisament amb la quantitat de monòxid de carboni a l'entorn immediat proper al sensor. Bàsicament, la cèl·lula electroquímica consta d'un recipient, dos elèctrodes, cables de connexió i un electròlit, normalment àcid sulfúric. El monòxid de carboni s'oxida en un elèctrode a diòxid de carboni mentre que l'oxigen es consumeix a l'altre elèctrode. Per a la detecció de monòxid de carboni, la cèl·lula electroquímica té avantatges respecte a altres tecnologies, ja que té una sortida altament precisa i lineal a la concentració de monòxid de carboni, requereix una potència mínima ja que funciona a temperatura ambient i té una llarga vida útil, que normalment és de cinc anys. a deu anys. Aquesta tecnologia s'ha convertit en la tecnologia dominant als Estats Units i Europa. [cita necessària] Els botons de prova només indiquen l'eficàcia operativa de la bateria, el circuit i el timbre. L'única manera de provar completament el funcionament d'una alarma de CO mitjançant una cèl·lula electroquímica és amb una font coneguda de gas de prova calibrat lliurat en una capa per mantenir el nivell de concentració durant el període de prova.

Els cables prims del diòxid d'estany semiconductor sobre una base ceràmica aïllant proporcionen un sensor controlat per un circuit integrat. Aquest element sensor s'ha d'escalfar a aproximadament 400 graus per funcionar. L'oxigen augmenta la resistència del diòxid d'estany mentre que el monòxid de carboni la redueix. El circuit integrat controla la resistència de l'element sensor. La vida útil és d'aproximadament cinc anys i les alarmes necessiten proves a la instal·lació i almenys una vegada a l'any amb un gas de prova.
A causa de la gran demanda d'energia d'aquest sensor, normalment s'alimenta des de la xarxa elèctrica. Hi ha disponible un sensor polsat alimentat per bateries amb una vida útil de mesos.
Aquesta tecnologia s'utilitza àmpliament al Japó i en altres llocs de l'Extrem Orient, amb una certa penetració al mercat als EUA. Tanmateix, el rendiment superior de la tecnologia de cèl·lules electroquímiques està començant a desplaçar aquesta tecnologia.