เครื่องตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์

การออกแบบในช่วงแรกใช้เครื่องตรวจจับสารเคมีซึ่งประกอบด้วยแผ่นสีขาวที่ค่อยๆ จางลงเป็นสีน้ำตาลหรือสีดำเมื่อมีคาร์บอนมอนอกไซด์ เครื่องตรวจจับดังกล่าวมีราคาถูกแต่ให้การเตือนด้วยภาพเท่านั้น เมื่อจำนวนผู้เสียชีวิตที่เกี่ยวข้องกับคาร์บอนมอนอกไซด์เพิ่มขึ้นในช่วงทศวรรษ 1990 สัญญาณเตือนแบบเสียงจึงกลายมาเป็นอุปกรณ์มาตรฐาน
ระดับสัญญาณเตือนภัยบนเครื่องตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์ไม่ได้เป็นระดับสัญญาณเตือนภัยธรรมดา (เช่นเดียวกับเครื่องตรวจจับควัน) แต่เป็นฟังก์ชันระยะเวลาความเข้มข้น ที่ความเข้มข้นต่ำกว่า เช่น 100 ส่วนต่อล้านส่วน (PPM) เครื่องตรวจจับจะไม่ส่งเสียงเตือนเป็นเวลาหลายสิบนาที ที่ความเข้มข้น 400 PPM เสียงเตือนจะดังขึ้นภายในไม่กี่นาที ฟังก์ชันระยะเวลาความเข้มข้นนี้มีจุดประสงค์เพื่อเลียนแบบการดูดซึมคาร์บอนมอนอกไซด์ในร่างกาย ขณะเดียวกันก็ป้องกันสัญญาณเตือนภัยเท็จอันเนื่องมาจากก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่พุ่งออกมาเป็นช่วงสั้นๆ จากแหล่งทั่วไป เช่น ควันบุหรี่
มีเซ็นเซอร์สี่ประเภทให้เลือกใช้ ซึ่งมีราคา ความแม่นยำ และความเร็วในการตอบสนองที่แตกต่างกัน เครื่องตรวจจับส่วนใหญ่ไม่มีเซ็นเซอร์ที่สามารถเปลี่ยนแทนได้

เครื่องตรวจจับนี้ประกอบด้วยแผ่นสารเคมีสีต่างๆ ซึ่งจะเปลี่ยนสีเมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์ อย่างไรก็ตาม เครื่องตรวจจับนี้ให้การเตือนเกี่ยวกับก๊าซในเชิงคุณภาพเท่านั้น ข้อดีหลักของเครื่องตรวจจับประเภทนี้คือมีราคาถูกที่สุด แต่ข้อเสียก็คือมีระดับการป้องกันที่ต่ำที่สุดด้วยเช่นกัน
ปฏิกิริยาหนึ่งที่ใช้ในการตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์คือการออกซิเดชันเร่งปฏิกิริยาของโพแทสเซียมไดซัลไฟโตพัลลาเดต (II):
CO + K2Pd(SO3)2 ->พีดี + CO2 + SO2 + K2SO3
เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป แพลเลเดียมอะตอมจะถูกปล่อยออกมาซึ่งจะทำให้สีเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีน้ำตาลและเป็นสีดำ

เซ็นเซอร์เลียนแบบชีวภาพทำงานในลักษณะเดียวกับฮีโมโกลบินซึ่งจะเปลี่ยนเป็นสีเข้มขึ้นเมื่อมี CO ในปริมาณที่แปรผันตามปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในสิ่งแวดล้อมโดยรอบ เซ็นเซอร์นี้ใช้ไซโคลเดกซ์ทริน โครโมฟอร์ และเกลือโลหะหลายชนิด ซึ่งสามารถมองเห็นได้โดยตรงหรือเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดโฟตอนอินฟราเรด เช่น IR LED จากนั้นจึงตรวจสอบโดยใช้โฟโตไดโอด อายุการใช้งานของแบตเตอรี่โดยทั่วไปคือสองถึงสามปีสำหรับอัลคาไลน์ทั่วไป แต่แบตเตอรี่ลิเธียมจะใช้งานได้ตลอดอายุของผลิตภัณฑ์ เซ็นเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีชีวภาพมีอายุการใช้งานที่เป็นประโยชน์หกปี ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์แรกที่เข้าสู่ตลาดมวลชน แต่เนื่องจากมีราคาแพงกว่าเซ็นเซอร์อื่นๆ จึงมักใช้ในพื้นที่ระดับไฮเอนด์และรถบ้าน เทคโนโลยีนี้ได้รับการปรับปรุงแล้วและเป็นเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้มากที่สุด ตามรายงานจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์

เซ็นเซอร์คาร์บอนมอนอกไซด์แบบไฟฟ้าเคมี ทั้งเซ็นเซอร์และสัญญาณเตือนมาจากบริษัทที่แตกต่างกัน
กระบอกโลหะมีเทปสีเหลืองติดอยู่
กระบอกสูบสีน้ำตาลมีข้อความอยู่บนนั้น
เครื่องตรวจจับไฟฟ้าเคมีใช้หลักการของเซลล์เชื้อเพลิงในการสร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อก๊าซที่ต้องการตรวจจับเกิดปฏิกิริยาเคมี กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นนั้นสัมพันธ์กับปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในสภาพแวดล้อมโดยรอบใกล้กับเซ็นเซอร์ โดยพื้นฐานแล้ว เซลล์ไฟฟ้าเคมีประกอบด้วยภาชนะ อิเล็กโทรดสองอัน สายเชื่อมต่อ และอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งโดยทั่วไปคือกรดซัลฟิวริก คาร์บอนมอนอกไซด์จะถูกออกซิไดซ์ที่อิเล็กโทรดหนึ่งเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่ออกซิเจนจะถูกใช้ที่อิเล็กโทรดอีกอันหนึ่ง สำหรับการตรวจจับคาร์บอนมอนอกไซด์ เซลล์ไฟฟ้าเคมีมีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีอื่นๆ ตรงที่มีเอาต์พุตที่แม่นยำและเป็นเส้นตรงเพื่อวัดความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์ ต้องการพลังงานน้อยมากเนื่องจากทำงานที่อุณหภูมิห้อง และมีอายุการใช้งานยาวนาน ซึ่งโดยทั่วไปคือ 5-10 ปี เทคโนโลยีนี้ได้กลายเป็นเทคโนโลยีที่โดดเด่นในสหรัฐอเมริกาและยุโรป [ต้องการการอ้างอิง] ปุ่มทดสอบระบุประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ วงจร และเสียงสัญญาณเตือนเท่านั้น วิธีเดียวที่จะทดสอบการทำงานของสัญญาณเตือน CO ให้ครบถ้วนโดยใช้เซลล์ไฟฟ้าเคมี คือ การใช้ก๊าซทดสอบที่ได้รับการสอบเทียบจากแหล่งที่ทราบส่งมาในฝาครอบเพื่อรักษาระดับความเข้มข้นในช่วงระยะเวลาการทดสอบ

ลวดบางๆ ของดีบุกไดออกไซด์สารกึ่งตัวนำบนฐานเซรามิกที่เป็นฉนวนจะให้เซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบโดยวงจรรวม องค์ประกอบการตรวจจับนี้จะต้องได้รับความร้อนถึงประมาณ 400 องศาจึงจะทำงานได้ ออกซิเจนจะเพิ่มความต้านทานของดีบุกไดออกไซด์ในขณะที่คาร์บอนมอนอกไซด์จะลดความต้านทานลง วงจรรวมจะตรวจสอบความต้านทานขององค์ประกอบการตรวจจับ อายุการใช้งานอยู่ที่ประมาณห้าปี และสัญญาณเตือนต้องได้รับการทดสอบเมื่อติดตั้งและอย่างน้อยปีละครั้งโดยใช้ก๊าซทดสอบ
เนื่องจากเซ็นเซอร์ชนิดนี้ต้องการพลังงานมาก จึงมักใช้ไฟหลักในการจ่ายไฟ เซ็นเซอร์แบบใช้แบตเตอรี่และทำงานแบบพัลส์มีอายุการใช้งานนานหลายเดือน
เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในญี่ปุ่นและที่อื่นๆ ในตะวันออกไกล โดยมีการเจาะตลาดในสหรัฐอเมริกาบ้าง อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของเทคโนโลยีเซลล์ไฟฟ้าเคมีเริ่มเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีนี้