氧传感器原理

氧传感器原理

氧传感器的测量原理有原电池法、氧化锆固体电解质法、磁性法、可调谐半导体激光光谱法等。

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方法。它由金和铅电极、树脂隔膜和电解质组成，并利用当通过隔膜的氧气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。氧化锆在固体中具有传导负氧离子(O 2 -)的性质，离子从氧浓度高的气体(O 2高压侧)传导到氧浓度低的气氛(O 2低压侧) .增加。

在氧化锆固体电解质型氧传感器中，电极分别安装在O 2高压侧和O 2低压侧，并且它们电连接。O 2试图以负离子的形式渗透到氧化锆内部，因此在 O 2高压侧的电极上捕获电子并成为负离子，而在 O 2低压侧，电子从渗透的 O 中被除去2- .接收。

这就像电池正负极的关系一样， O 2低压侧（负极）释放的电子会回流到O 2高压侧（正极）。对于电极之间产生的电动势，可以使用称为能斯特方程的以下关系获得每个电极处的氧分压。

　E= (RT/4F) 1n (PA/PB)

其中R为气体常数，T为温​​度，F为法拉第常数， PA和PB分别为O2高压侧和O2低压侧的氧分压。温度通过连接在氧化锆上的热电偶测量，PA 基于正常大气中的氧分压。