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) 。
 
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)。可以通过使用称为能斯特方程的以下关系来计算电极之间产生的电动势,以确定每个电极处的氧分压。
 
 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。