Máy dò khí Carbon Monoxide

Các thiết kế ban đầu sử dụng một máy dò hóa chất gồm một miếng đệm màu trắng chuyển sang màu nâu hoặc đen khi có carbon monoxide. Các máy dò như vậy rẻ nhưng chỉ đưa ra cảnh báo bằng hình ảnh. Khi số ca tử vong liên quan đến carbon monoxide tăng lên trong những năm 1990, báo động bằng âm thanh đã trở thành tiêu chuẩn.
Các điểm báo động trên máy dò khí carbon monoxide không phải là mức báo động đơn giản (như trong máy dò khói) mà là hàm nồng độ-thời gian. Ở nồng độ thấp hơn, ví dụ 100 phần triệu (PPM), máy dò không phát ra tiếng báo động trong nhiều chục phút. Ở 400 PPM, báo động sẽ phát ra tiếng trong vòng vài phút. Hàm nồng độ-thời gian này nhằm mục đích mô phỏng quá trình hấp thụ khí carbon monoxide trong cơ thể đồng thời ngăn ngừa báo động giả do các đợt khí carbon monoxide ngắn từ các nguồn tương đối phổ biến như khói thuốc lá.
Có bốn loại cảm biến, khác nhau về chi phí, độ chính xác và tốc độ phản hồi. Hầu hết các máy dò đều không có cảm biến thay thế.

Máy dò bao gồm một miếng đệm hóa chất màu đổi màu khi phản ứng với carbon monoxide. Tuy nhiên, chúng chỉ cung cấp cảnh báo định tính về khí. Ưu điểm chính của các máy dò này là chúng có chi phí thấp nhất, nhưng nhược điểm là chúng cũng cung cấp mức độ bảo vệ thấp nhất.
Một phản ứng được sử dụng để phát hiện carbon monoxide là phản ứng oxy hóa xúc tác kali disulfitopalladate (II):
CO + K2Pd(SO3)2 ->Pd + CO2 + SO2 + K2SO3
Khi phản ứng diễn ra, việc giải phóng nguyên tử paladi sẽ khiến màu sắc thay đổi từ vàng sang nâu rồi đến đen.

Cảm biến sinh học mô phỏng hoạt động theo cách tương tự như hemoglobin, sẫm màu khi có CO tỷ lệ thuận với lượng carbon monoxide trong môi trường xung quanh. Cảm biến này sử dụng cyclodextrin, một chất tạo màu và một số muối kim loại. Có thể nhìn thấy trực tiếp hoặc kết nối với nguồn photon hồng ngoại như đèn LED hồng ngoại rồi theo dõi bằng điốt quang. Tuổi thọ pin thường là hai đến ba năm với pin kiềm thông thường, nhưng pin lithium sẽ kéo dài tuổi thọ của sản phẩm. Các cảm biến dựa trên công nghệ sinh học có tuổi thọ hoạt động hữu ích là sáu năm. Những sản phẩm này là những sản phẩm đầu tiên thâm nhập thị trường đại chúng, nhưng vì chúng đắt hơn các cảm biến khác nên chúng chủ yếu được sử dụng ở các khu vực cao cấp hơn và RV. Theo báo cáo từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, công nghệ này đã được cải tiến và là công nghệ đáng tin cậy nhất.

Cảm biến Carbon Monoxide điện hóa. Cả cảm biến và báo động đều đến từ các công ty khác nhau.
Hình trụ kim loại có băng dính màu vàng.
Hình trụ màu nâu có chữ trên đó.
Máy dò điện hóa sử dụng nguyên lý của một pin nhiên liệu để tạo ra dòng điện khi khí cần phát hiện trải qua phản ứng hóa học. Dòng điện được tạo ra có liên quan chính xác đến lượng carbon monoxide trong môi trường xung quanh gần cảm biến. Về cơ bản, pin điện hóa bao gồm một bình chứa, hai điện cực, dây kết nối và chất điện phân, thường là axit sunfuric. Carbon monoxide được oxy hóa ở một điện cực thành carbon dioxide trong khi oxy được tiêu thụ ở điện cực kia. Đối với việc phát hiện carbon monoxide, pin điện hóa có ưu điểm hơn các công nghệ khác ở chỗ nó có đầu ra tuyến tính và có độ chính xác cao đối với nồng độ carbon monoxide, cần ít điện năng vì nó hoạt động ở nhiệt độ phòng và có tuổi thọ cao, thường là năm đến mười năm. Công nghệ này đã trở thành công nghệ thống trị tại Hoa Kỳ và Châu Âu. [cần dẫn nguồn] Các nút kiểm tra chỉ cho biết hiệu quả hoạt động của pin, mạch và còi báo động. Cách duy nhất để kiểm tra đầy đủ hoạt động của báo động CO bằng pin điện hóa là sử dụng nguồn khí thử đã hiệu chuẩn đã biết được cung cấp trong vỏ bọc để duy trì mức nồng độ trong suốt thời gian kiểm tra.

Dây mỏng của thiếc dioxit bán dẫn trên đế gốm cách điện cung cấp một cảm biến được theo dõi bởi một mạch tích hợp. Phần tử cảm biến này phải được làm nóng đến khoảng 400 độ để hoạt động. Oxy làm tăng điện trở của thiếc dioxit trong khi carbon monoxide làm giảm điện trở. Mạch tích hợp theo dõi điện trở của phần tử cảm biến. Tuổi thọ khoảng năm năm và báo động cần được kiểm tra khi lắp đặt và ít nhất hàng năm bằng khí thử.
Do nhu cầu điện năng lớn của cảm biến này, nó thường được cấp nguồn từ nguồn điện lưới. Cảm biến xung chạy bằng pin có tuổi thọ lên đến nhiều tháng.
Công nghệ này được sử dụng rộng rãi ở Nhật Bản và những nơi khác ở Viễn Đông, với một số thị trường thâm nhập ở Hoa Kỳ. Tuy nhiên, hiệu suất vượt trội của công nghệ tế bào điện hóa đang bắt đầu thay thế công nghệ này.