Détecteur de monoxyde de carbone

Les premiers modèles utilisaient un détecteur chimique constitué d'un tampon blanc qui prenait une couleur brunâtre ou noirâtre en présence de monoxyde de carbone. Ces détecteurs sont bon marché mais ne donnent qu'un avertissement visuel. Comme les décès liés au monoxyde de carbone ont augmenté dans les années 1990, les alarmes sonores sont devenues la norme.
Les seuils d'alarme des détecteurs de monoxyde de carbone ne correspondent pas à un simple niveau d'alarme (comme dans les détecteurs de fumée) mais à une fonction concentration-temps. À des concentrations plus faibles, par exemple 100 parties par million (PPM), le détecteur ne déclenche pas d'alarme pendant plusieurs dizaines de minutes. À 400 PPM, l'alarme retentit au bout de quelques minutes. Cette fonction concentration-temps est destinée à imiter l'absorption de monoxyde de carbone par l'organisme tout en évitant les fausses alarmes dues à de brèves bouffées de monoxyde de carbone provenant de sources relativement courantes telles que la fumée de cigarette.
Quatre types de capteurs sont disponibles, variant en termes de coût, de précision et de vitesse de réponse. La plupart des détecteurs ne disposent pas de capteurs remplaçables.

Le détecteur est constitué d'un tampon de produit chimique coloré qui change de couleur en réagissant avec le monoxyde de carbone. Il ne fournit cependant qu'un avertissement qualitatif de la présence de gaz. Le principal avantage de ces détecteurs est qu'ils sont les moins chers, mais l'inconvénient est qu'ils offrent également le niveau de protection le plus faible.
Une réaction utilisée pour la détection du monoxyde de carbone est l’oxydation catalytique du disulfitopalladate de potassium (II) :
CO + K2Pd(SO3)2 ->Palladium + CO2 + SO2 + K2SO3
Au fur et à mesure que la réaction progresse, la libération de palladium atomique provoque un changement de couleur du jaune au brun puis au noir.

Un capteur biomimétique fonctionne de manière similaire à l'hémoglobine qui noircit en présence de CO proportionnellement à la quantité de monoxyde de carbone dans l'environnement. Il utilise des cyclodextrines, un chromophore et un certain nombre de sels métalliques. On peut le voir directement ou le connecter à une source infrarouge de photons comme une LED IR, puis le surveiller à l'aide d'une photodiode. La durée de vie de la batterie est généralement de deux à trois ans avec une pile alcaline classique, mais une pile au lithium durera toute la vie du produit. Les capteurs basés sur la biotechnologie ont une durée de vie utile de six ans. Ces produits ont été les premiers à entrer sur le marché de masse, mais comme ils coûtent plus cher que les autres capteurs, ils sont principalement utilisés dans les zones haut de gamme et les camping-cars. La technologie a été améliorée et est la technologie la plus fiable, selon un rapport du Lawrence Berkeley National Laboratory.

Capteurs électrochimiques de monoxyde de carbone. Les capteurs et les alarmes proviennent de sociétés différentes.
Le cylindre en métal avec du ruban jaune dessus.
Le cylindre marron avec du texte dessus.
Le détecteur électrochimique utilise le principe d'une pile à combustible pour générer un courant électrique lorsque le gaz à détecter subit une réaction chimique. Le courant généré est précisément lié à la quantité de monoxyde de carbone dans l'environnement immédiat à proximité du capteur. Essentiellement, la cellule électrochimique se compose d'un récipient, de deux électrodes, de fils de connexion et d'un électrolyte, généralement de l'acide sulfurique. Le monoxyde de carbone est oxydé à une électrode en dioxyde de carbone tandis que l'oxygène est consommé à l'autre électrode. Pour la détection du monoxyde de carbone, la cellule électrochimique présente des avantages par rapport aux autres technologies en ce sens qu'elle a une sortie très précise et linéaire de la concentration de monoxyde de carbone, nécessite une puissance minimale car elle fonctionne à température ambiante et a une longue durée de vie, qui est généralement de cinq à dix ans. Cette technologie est devenue la technologie dominante aux États-Unis et en Europe. [citation nécessaire] Les boutons de test indiquent uniquement l'efficacité opérationnelle de la batterie, du circuit et du buzzer. La seule façon de tester complètement le fonctionnement d'une alarme de CO à l'aide d'une cellule électrochimique est d'utiliser une source connue de gaz de test calibré livré dans un carénage pour maintenir le niveau de concentration pendant la période de test.

Des fils minces de dioxyde d'étain semi-conducteur sur une base en céramique isolante fournissent un capteur surveillé par un circuit intégré. Cet élément de détection doit être chauffé à environ 400 degrés pour fonctionner. L'oxygène augmente la résistance du dioxyde d'étain tandis que le monoxyde de carbone la réduit. Le circuit intégré surveille la résistance de l'élément de détection. La durée de vie est d'environ cinq ans et les alarmes doivent être testées lors de l'installation et au moins une fois par an avec un gaz de test.
En raison de la forte consommation d'énergie de ce capteur, celui-ci est généralement alimenté par le secteur. Un capteur à impulsions alimenté par batterie est disponible avec une durée de vie de plusieurs mois.
Cette technologie est largement utilisée au Japon et dans d'autres pays d'Extrême-Orient, avec une certaine pénétration du marché aux États-Unis. Cependant, les performances supérieures de la technologie des cellules électrochimiques commencent à supplanter cette technologie.