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环境氧气传感器

发布时间:2024-02-19 来源:欣仰邦

氧气传感器是测量测量空间气氛中氧气浓度的传感器。测量隔离、封闭空间中的氧气浓度对于维持生命活动极其重要。氧传感器在测量氧气浓度方面发挥着重要作用。据说，当氧气浓度低于15%时，人类会呼吸困难，低于7%时会导致大脑功能受损，低于4%时会导致死亡。各种科学和工业领域都需要氧气传感器，并且已经开发了多种氧气浓度测量条件和系统来满足这些领域的需求。

典型的传感器是氧化锆传感器。氧化锆传感器还用于半导体制造中的产品管理、汽车节能和废气净化。

氧传感器的使用

测量氧气浓度有两个主要作用。一是检测监测，防止缺氧，保护人们的生命安全。二是工业产品生产过程中氧气浓度的管理。

1、预防缺氧

其用于预防缺氧的例子包括隧道和地下建筑等土木工程现场的安全管理，以及医疗领域的吸氧管理和高压复苏等。用于这些目的的一些产品可以携带或壁挂式安装。

2、氧浓度管理

应用于化工、陶瓷、金属领域，用于工业产品制造过程控制。工业产品制造的特点之一是在热处理过程中经常在高温环境下使用。

我们日常生活中熟悉的例子包括汽车和摩托车发动机中使用的发动机。它通过检测废气中的氧气浓度来起到调节燃油浓度的作用。

氧传感器原理

氧传感器的测量原理有原电池型、氧化锆固体电解质型、磁性型、波长可调半导体激光光谱型等。

1.原电池类型

原电池型结构简单，是便携式血氧计中使用的类型。它由金和铅电极、树脂隔膜和电解质组成，并利用当氧气穿过隔膜并溶解在电解质中时，电流根据氧气浓度流动的机制。

2.氧化锆固体电解质法

氧化锆固体电解质法使用固体电解质氧化锆。氧化锆具有在固态时能够传导负氧离子（O 2 -）的特性，允许离子从高氧浓度的气体（O 2高压侧）传导到低氧浓度的气氛（ O 2低压侧).马苏。

在氧化锆固体电解质型氧传感器中，在O 2高压侧和O 2低压侧设置电极，并将它们电连接。 O 2试图以负离子的形式穿过氧化锆内部，因此它在 O 2高压侧电极处捕获电子并变成负离子，而 O 2低压侧则捕获已穿过氧化锆内部的 O 2 - 的电子。 .我会收到的。

其关系就像电池的正负极一样，其机理是O 2低压侧（负极）释放的电子流回O 2高压侧（正极）。电极之间产生的电动势可以通过每个电极处的氧分压使用以下被称为能斯特方程的关系来确定。

　E= (RT/4F) · 1n (PA/PB)

这里，R是气体常数，T是温度，F是法拉第常数，PA和PB分别是O 2高压侧和O 2低压侧的氧分压。温度通过连接到氧化锆的热电偶测量，PA 通常基于大气中的氧分压。

有关氧传感器的其他信息

氧传感器劣化

工业产品制造过程中使用的氧化锆氧传感器需要特别注意劣化。在高温环境中使用时，各种气体也会降解或影响氧化锆电池。卤素等还原性气体也是导致劣化的因素。

在汽车中，如果氧传感器劣化或发生故障，废气中有害物质的含量就会增加。此外，如果燃料变得比需要的更浓，则燃料效率可能会恶化。当 O2 传感器损坏时，需要在经销商或服务工厂更换部件。

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