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氧氣傳感器的功能詳述

來源:中聯(lián)融達(dá)(北京)科技發(fā)展有限公司   2022年09月05日 10:53  
氧氣傳感器都是自身供電,有限擴(kuò)散,其金屬-空氣型電池由空氣陰極,陽極和電解液組成。氧氣傳感器簡單來說是一個密封容器(金屬的或塑料的容器),它里面包含有兩個電極:陰極是涂有活性催化劑的一片PTFE(聚四氟乙烯),陽極是一個鉛塊。這個密封容器只在頂部有一個毛細(xì)微孔,允許氧氣通過進(jìn)入工作電極。兩個電極通過集電器被連接到傳感器表面突出的兩個引腳,而傳感器通過這兩個觸角被連接到所應(yīng)用的設(shè)備上。傳感器內(nèi)充滿電解質(zhì)溶液,使不同種離子得以在電極之間交換。
主要功能是用于測量混合氣體的氧濃度,測量范圍為:0 %~100%氧濃度,在恒定工作壓力和恒定溫度條件下,氧電池產(chǎn)生的電壓值與氧濃度成正比關(guān)系,每個氧電池的輸出電壓在整個壽命期內(nèi)基本上是穩(wěn)定的。當(dāng)測量到的氧濃度值與設(shè)置的氧濃度值偏差較大時,機(jī)器將發(fā)出報警提示,這時可以對其進(jìn)行定標(biāo)校準(zhǔn),若仍然偏差較大,一般都是氧電池耗盡,需更換氧電池,一般氧電池使用壽命約1~3年。
氧氣傳感器分類
城市技術(shù)生產(chǎn)的氧氣傳感器根據(jù)進(jìn)入傳感器的氧氣的擴(kuò)散方式的不同分為兩種,一種是在傳感器頂部設(shè)有一毛細(xì)微孔,而另一種設(shè)有一層固體薄膜允許氣體通過。細(xì)孔傳感器測量的是氧氣濃度,而固體薄膜傳感器測量的是氧氣的分壓。
細(xì)孔傳感器產(chǎn)生的電流反映的是被測氧氣的體積百分比濃度,與氣體總壓力無關(guān)。但當(dāng)氧氣壓力瞬間發(fā)生變化時,傳感器會產(chǎn)生一個瞬間電流,如果沒有控制好就會出現(xiàn)問題。同樣的問題在傳感器受到重復(fù)壓力脈沖時也會出現(xiàn),例如進(jìn)入傳感器的氣體是抽運(yùn)式的。對這個現(xiàn)象的解釋如下所示:
壓力瞬變
當(dāng)細(xì)孔氧氣傳感器遇到急劇增壓或減壓,氣體將被迫通過細(xì)孔柵板(大流量)。氣體的增加(或減少)產(chǎn)生了一個瞬變電流信號。一旦情況重新穩(wěn)定不再有壓力脈沖,瞬變即告結(jié)束。此類瞬變可以通過儀器報警,這樣就可以努力尋求解決方案以減小壓力影響。
所有城市技術(shù)的細(xì)孔氧氣傳感器都采用了抗大流量機(jī)制。根本上來說,可以增加一個PTFE 抗大流量薄膜來減弱壓力變化帶來的瞬變影響。這層薄膜用一個金屬蓋或塑料蓋緊緊固定在細(xì)孔上,這個設(shè)計可以很大程度上減少信號的瞬間變化影響。
但某些壓力變化產(chǎn)生的瞬變力量超過了這種設(shè)計允許的范圍,特別是使用抽取式儀器對傳感器輸送氣體的設(shè)備。某些泵產(chǎn)生的氣體對氧傳感器造成持續(xù)的壓力脈沖,人為地增強(qiáng)了信號。在這種情況下,有必要在傳感器外設(shè)計一個氣體膨脹室減小對傳感器的壓力脈沖。

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