motoyama氧傳感器的與那里及運(yùn)用分析
通常所說的氧氣傳感器(氧氣濃度計(jì) O2 傳感器)有多種類型，具體取決于其用途、目標(biāo)環(huán)境(大氣/溫度范圍)、所需的精度和測(cè)量原理。
那么如何為您的測(cè)量目標(biāo)選擇最佳的氧傳感器呢？
測(cè)量原理
?按測(cè)量原理分類
，主要有原電池型、氧化鋯固體電解質(zhì)型、磁性型、波長可調(diào)半導(dǎo)體激光光譜型。
?原電池
由金 (Au) 電極、鉛 (Pb) 電極、樹脂隔膜和電解液組成。氧氣通過隔膜并溶解在電解液中，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生與氧氣濃度成比例的電流。 ……，由此可以確定氧氣濃度。
由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多用于便攜式血氧計(jì)。
但僅限于在接近一般環(huán)境的大氣中使用，精度約為±0.5%O2。
?氧化鋯法
這種氧傳感器使用穩(wěn)定氧化鋯電池來測(cè)量高溫爐中的氧濃度。
原理如下。
氧化鋯電池具有在高溫下傳導(dǎo)氧離子的特性，如下圖所示，
離子從氧濃度高的參比氣體(氣氛)移動(dòng)到氧濃度低的爐氣氛中，產(chǎn)生電位差在 處，根據(jù)能斯特定律，以溫度為系數(shù)會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
E: 氧化鋯電池產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì) (?)
T: 氧化鋯電池的溫度 (K)
PO2 (S): 參考?xì)怏w的氧氣濃度
PO2 (A):
測(cè)量氣氛的氧氣濃度。參考?xì)怏w，
可以確定測(cè)量氣氛中的氧氣濃度，即 PO2(A)。
通常采用爐外空氣(大氣)作為參比氣體。
{我們的產(chǎn)品采用氧化鋯方式，是直插式。特點(diǎn)是傳感器內(nèi)置鼓風(fēng)機(jī)，將空氣吹入氧化鋯池中。
氧化鋯電池的溫度由內(nèi)置熱電偶測(cè)量。
將這些測(cè)量值導(dǎo)入顯示器(氧氣濃度計(jì))，根據(jù)上述能斯特定律計(jì)算并顯示，即可測(cè)量氧氣濃度。
除直接插入法外，另一種方法是利用采樣管等將大氣氣體吸入爐內(nèi)，在加熱至恒溫的氧化鋯電池的電極之間施加電壓，由于氧氣的限制電流測(cè)量形成的擴(kuò)散限制孔，通過測(cè)量極限電流來測(cè)量氧濃度。
直插式和采樣式的選擇點(diǎn)在于，在高溫大氣(約700℃以上)下，直插式可以將傳感器部分直接插入大氣中，利用熱量加熱氧化鋯電池。大氣本身的變化是可能的，并且在總體準(zhǔn)確性和響應(yīng)性方面具有優(yōu)勢(shì)。
在中低溫氣氛下(約400℃以下)，通過采樣管引入目標(biāo)大氣氣體，利用鉑加熱器將池加熱到一定溫度，測(cè)量氧濃度，在不同的條件下進(jìn)行測(cè)量來自正在處理的實(shí)際溫度。
氧化鋯法測(cè)量時(shí)的注意事項(xiàng)
考慮在可能降低或影響氧傳感器的氣體環(huán)境中使用。
① 降解并影響氧化鋯電池(固體電解質(zhì))的氣體
SO2 ? NOx ? HCl ? H2S ? NH? 等
② 降解并影響鉑的
氣體 ? 高溫下吸收還原性氣體(CO、H2、鹵素等) 機(jī)械情況惡化。
?在還原性氣氛中與P、S、Si、As等形成化合物。
- 容易形成合金的金屬蒸氣，如Cu、Pb、Zn、Cd等。
在1000℃以上(特別是1300℃以上)的氧氣氣氛中蒸發(fā)明顯。
操作直插式氧傳感器時(shí)的一般注意事項(xiàng)
① 搬運(yùn)時(shí)請(qǐng)勿掉落傳感器或?qū)⑵渥驳接参锷稀?br />
細(xì)胞體可能會(huì)受損而無法使用。另外，保護(hù)管也可能損壞。
② 請(qǐng)勿在產(chǎn)品熱時(shí)插入或取出。它可能會(huì)因熱沖擊而損壞。
這也很危險(xiǎn)，因?yàn)榭赡軙?huì)導(dǎo)致燒傷或受傷。
③ 主體的套筒部分由鋁制成，端子部分由塑料制成。
請(qǐng)注意法蘭連接的溫度(70℃以下)。如果溫度達(dá)到高溫，套筒(鋁材料)和端子部分(ABS樹脂)可能會(huì)損壞并可能無法使用。這很危險(xiǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致燒傷或受傷。
④ 如果電池破裂或電池外部的鉑電極剝落，電池就會(huì)劣化。
劣化的電池將不再能夠準(zhǔn)確測(cè)量氧氣濃度。
按用途
?缺氧預(yù)防(檢測(cè)/監(jiān)控)：
當(dāng)人們?cè)谒淼赖确忾]空間工作時(shí)，空氣中氧氣比例的下降會(huì)對(duì)人體健康和生命支持產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
正常大氣中大約含有 21% 的氧氣 (O2)。如果降低至以下濃度，
則為 19% 礦山安全法規(guī)定的低氧氣濃度
18% 勞動(dòng)安全衛(wèi)生法規(guī)等規(guī)定的低氧氣濃度(活性限度)
16% 蠟燭熄滅時(shí)為 15%～11%
呼吸困難 7% 以下 據(jù)說大腦功能受損，
意識(shí)模糊程度低于 4% 時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致死亡。
氧氣濃度計(jì)是與人體生命維持相關(guān)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，一般為便攜式產(chǎn)品或壁掛式產(chǎn)品，監(jiān)測(cè)空間內(nèi)的氧氣濃度，并標(biāo)配報(bào)警功能(蜂鳴器或報(bào)警觸點(diǎn))。有。
此外，由于其預(yù)期用途，是在室溫下使用，對(duì)其他氣體的考慮不是太嚴(yán)格，分辨率約為0.1%，對(duì)于其功能來說已經(jīng)足夠了。
*過去，“金絲雀”被用作礦井和其他隧道中的氧氣傳感器。
?氧氣濃度管理：
在化學(xué)工業(yè)、陶瓷和金屬等討厭氧化的工業(yè)熱處理工藝中，必須將氧濃度控制在低氧范圍內(nèi)(以 ppm 級(jí)或氧分壓表示)。此外，在工業(yè)爐的燃燒過程中，為了獲得最佳燃燒效率以及從熱處理質(zhì)量控制和節(jié)能的角度來看，監(jiān)測(cè)和控制氧化還原過程中的氧氣濃度非常重要。
此外，用于這些應(yīng)用的氧氣傳感器必須滿足在化學(xué)反應(yīng)劇烈的高溫氣氛中測(cè)量的嚴(yán)格要求。
為工業(yè)爐應(yīng)用選擇氧傳感器時(shí)要考慮的事項(xiàng)：
1. 按溫度范圍，大致分為
低溫使用：從低溫到室溫左右，中溫使用：約 400°C 至 800°C，高溫使用：約 400°C 至 800°C
溫度范圍：約700℃及1400℃以上
2. 待測(cè)氧濃度
低氧濃度區(qū)...10^-4atmPO2 至 10^-25atmPO2
一般低氧濃度...1ppm 至 10^-6atmPO2
高濃度氧濃度范圍...0 至 100vol%O2
3. 按用途劃分的陶瓷零件
...低氧烘箱
電子零件相關(guān)...氣氛爐/特殊燒成爐
金屬熱處理...滲碳爐/氮化爐
