氧气传染器工作原理
最佳答案:
电化学燃料电池型氧气传感器
- 结构组成:以氧气为正极,金属铅为负极,电解质为氢氧化钾。
- 工作过程:氧气通过聚四氟乙烯膜扩散进入电池,在正极得到电子,金属铅在负极失去电子产生电流,电流大小与氧气浓度成正比。
- 特点:零点准确,校正只需单点校正,适合微量氧气分析检测,但含有消耗性材料,寿命通常为两年,且不能用于检测含强氧化性或酸性气体的环境。
氧化锆型氧气传感器
- 结构组成:氧化锆膜夹在两个 Pt 电极之间。
- 工作过程:在高温下氧离子可自由移动,当膜两边氧浓度不同时产生电压,电压与氧浓度对数成正比。
- 特点:响应时间快,能在高温、高压、低压下测量,但不适合检测含酸性和强氧化性气体、有机溶剂及 ppm 级氧气,零点易漂移,且失效需更换整个探头,费用高。
氧化钛式氧传感器
- 结构组成:主要由二氧化钛等材料构成。
- 工作过程:将排气中氧含量的变化转化为电阻的变化,电控单元根据电阻变化判断混合气状态。
- 特点:结构简单,成本低,但对温度变化敏感,需要温度补偿电路。
动态氧气传感器
- 结构组成:表面活性层由多孔透气的铂和氧离子导体 YSZ 组成。
- 工作过程:铂金属促使氧气还原成氧负离子,氧负离子通过二氧化锆扩散,然后再被氧化成氧气,通过测量扩散过程和产生的电流来确定氧气浓度。
- 特点:测量精度高,响应速度快,但结构复杂,成本较高。
其他类型
- 氧化铯、氧化锆等传感电极型:氧气与传感电极表面的氧离子发生反应,生成电流信号,通过测量电流信号大小来确定氧气浓度。
不同类型的氧气传感器各有其优缺点,适用于不同的应用场景。在选择氧气传感器时,需要根据具体的应用需求和环境条件来确定最合适的类型。