|
1、電化學(xué)氧傳感器 電化學(xué)氧傳感器主要用于測量環(huán)境空氣中的氧含量。它們測量傳感器內的化學(xué)反應，產(chǎn)生與氧氣水平成比例的電輸出。因為一些電化學(xué)傳感器會(huì )產(chǎn)生自己的模擬電流，所以它們不需要供電，這使得它們可以用于測量氧氣電池驅動(dòng)的水下潛水和手持個(gè)人安全裝置。例如呼氣分析儀、呼吸傳感器和血糖傳感器。 更換氧傳感器就傳感器的優(yōu)點(diǎn)而言，電化學(xué)傳感器因其較低的功率要求、較低的檢測限以及通常較少受到干擾氣體的直接影響而受到追捧。它們也是最便宜的傳感器。 電化學(xué)氧傳感器面臨的一個(gè)挑戰是，它們依賴(lài)于與溫度相關(guān)的化學(xué)過(guò)程。大多數電化學(xué)傳感器的輸出在很大程度上依賴(lài)于溫度補償，以在廣泛的環(huán)境條件下提供可靠的讀數。 電化學(xué)氧傳感器的另一個(gè)挑戰是，隨著(zhù)時(shí)間的推移，化學(xué)反應停止、壽命終止，通常在1到3年之間，這取決于傳感器的設計。將它們儲存在無(wú)氧環(huán)境中并不會(huì )延長(cháng)傳感器的使用壽命。隨著(zhù)傳感器老化，它需要頻繁的再校準，并且不如其他傳感器那么精準。 然而，由于其堅固的設計、低成本和無(wú)功耗的電化學(xué)傳感器被用于許多設備。 例如，手持式氣體分析儀。AlphaSense是最受歡迎的電化學(xué)氧傳感器制造商之一。他們的傳感器O2-A2被廣泛用于4氣體探測器和便攜式安全儀表。 
醫療呼吸機。Oksidyne 電化學(xué)氧氣傳感器OKS-1。監控麻醉，重癥監護，培養箱，一般氧氣監測儀中的氧氣分壓。
2. 光學(xué)氧傳感器 光學(xué)氧傳感器是基于氧的熒光猝滅原理。它們依靠光源、光探測器和對光起反應的發(fā)光材料。在許多領(lǐng)域，基于發(fā)光的氧傳感器正在取代克拉克電極。 分子氧淬滅熒光的原理早已為人所知。一些分子或化合物在光照下會(huì )發(fā)出熒光(即發(fā)出光能)。 然而，如果氧分子存在，光能轉移到氧分子導致熒光減少。通過(guò)使用已知的光源，檢測到的光能量與樣品中氧分子的數量成反比。因此，檢測到的熒光越少，樣品氣體中必須存在的氧分子就越多。 在某些傳感器中，熒光在已知的時(shí)間間隔內被探測兩次。不是測量總熒光，而是測量隨時(shí)間的發(fā)光下降(即熒光猝滅)。這種基于衰減的時(shí)間方法允許更簡(jiǎn)單的傳感器設計。
LOX-02是一種利用氧的熒光猝滅來(lái)測量環(huán)境氧含量的傳感器。雖然它與傳統的電化學(xué)傳感器有著(zhù)相同的體積，但它不吸收氧氣，而且它的優(yōu)勢是壽命更長(cháng)。 3. 氧化鋯氧傳感器 SST氧氣傳感器的核心部位為傳感元件 (圖3-1)，它由兩個(gè)氧化鋯(ZrO2)方塊組成，表面涂有一層通透的薄鉑，用作電極。鉑電極為所測氧氣提供必要的催化劑用以離解，使氧離子能穿進(jìn)和穿出氧化鋯。
第一個(gè)氧化鋯方塊作為電化學(xué)氧氣泵工作，排空或重新壓縮密封腔體�；诳赡�DC恒定電流源的方向，氧離子會(huì )從泵盤(pán)的一端電極流向另一端電極，這樣反過(guò)來(lái)又會(huì )改變氧氣濃度，進(jìn)而改變腔體內的氧氣壓力（P2）。由于泵過(guò)程受控，所以腔體內的壓力總比腔體外的環(huán)境壓力低。圖3-4所示為傳感元件的電氣連接。
經(jīng)過(guò)第二個(gè)氧化鋯方塊的氧氣壓差將生成一個(gè)能斯特電壓，電壓大小與兩種氧氣離子濃度比例的自然對數成正比。由于腔體內的壓力（P2）總保持低于腔體外的壓力（P1），所以感應端的電壓相對于共用端的電壓總為正。 SST的氧化鋯氧測量傳感器系統使用這種技術(shù)來(lái)測量煙道氣、燃燒控制系統、煤炭、石油、天然氣、生物質(zhì)和氧氣生成系統中的氧含量。 氧化鋯氧測量傳感器系統的另一個(gè)特點(diǎn)是，它位于傳感器的核心，一個(gè)小的鋯基元素，不需要參考氣體。當氧氣與其他氣體混合時(shí)，它們也能保持準確性。
氧化鋯傳感器的缺點(diǎn)是氧化過(guò)程需要較高的溫度，因此在實(shí)驗中傳感器會(huì )改變樣品的氣體溫度。高溫也意味著(zhù)它需要大量的功耗，所以氧化鋯氧傳感器不用于電池操作或手持設備。此外，氧化鋯傳感器在ppm或ppb傳感器精度要求的地方是不行的。 |
