工作原理
氧氣傳感器
氧氣傳感器通常包括具有催化活性的貴重金屬陰極,易極化的活潑金屬陽(yáng)極,酸、堿、鹽的水溶液、或其它離子導(dǎo)體構(gòu)成的電解質(zhì),密閉外殼,管腳等。氧氣傳感器的外殼是一個(gè)密閉容器并充滿電解液,此密閉容器的頂部有一個(gè)毛細(xì)微孔,允許氧氣通過(guò)并進(jìn)入工作電極。此時(shí)氧氣將在傳感器內(nèi)部被電解,導(dǎo)致傳感器內(nèi)部導(dǎo)電離子濃度發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量流過(guò)兩電極的電解電流可以準(zhǔn)確感知環(huán)境中氧氣濃度的變化。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),電解電流與氧氣濃度呈良好的線性關(guān)系。{點(diǎn)我有驚喜哦}
氧氣在傳感器中的電化學(xué)過(guò)程被描述為:當(dāng)氧氣到達(dá)工作電極時(shí),立即如反應(yīng)(1)被還原成氫氧根離子:
O2+2H2O+4e→4OH-(1)
這些氫氧根離子通過(guò)電解質(zhì)到達(dá)陽(yáng)極(鉛),與鉛發(fā)生氧化反應(yīng)(2),生成對(duì)應(yīng)的金屬氫氧化物。
2Pb+4OH-→2Pb(OH)2+4e(2)
總電池反應(yīng):
O2+2Pb+2H2O=2Pb(OH)2(3)
反應(yīng)生成的電流大小相應(yīng)地取決于氧氣擴(kuò)散速度,氧氣的擴(kuò)散速度則取決于氧分壓和毛細(xì)孔孔徑的大小。可外接一只已知電阻來(lái)測(cè)量產(chǎn)生的電勢(shì)差,這樣就可以準(zhǔn)確測(cè)量出氧氣的濃度。
電化學(xué)反應(yīng)中,活潑金屬鉛參與到氧化反應(yīng)中被不斷消耗和鈍化,使傳感器具有一定的使 用期限,當(dāng)所有可利用的活潑金屬鉛完全被氧化或鈍化時(shí),傳感器將停止工作。通常氧感器的預(yù)期使用壽命為1-2年,但也可以通過(guò)增加陽(yáng)極鉛的含量或限制接觸陽(yáng)極的氧氣量來(lái)延長(zhǎng)傳命。傳感器的選擇性:
此類傳感器對(duì)要檢測(cè)的氣體有很高的靈敏度,但對(duì)其它干擾氣體的靈敏度則可以很好的分辨開(kāi),選擇性主要通過(guò)以下幾種手段來(lái)實(shí)現(xiàn):
?1.針對(duì)不同的反應(yīng),采用不同的催化劑制備催化電極。
?2.由于每種氣體都有各自的最佳反應(yīng)電位,通過(guò)調(diào)節(jié)工作電極和參比電極間的偏置電壓也可較好的提高傳感器的選擇性。
?3.針對(duì)干擾氣體的物理化學(xué)性質(zhì)選擇合適的過(guò)濾層也可改善傳感器的選擇性。
使用時(shí)的注意事項(xiàng)
請(qǐng)?jiān)谑褂靡?guī)格允許范圍內(nèi)使用;
?1、氣體靈敏度測(cè)定時(shí),請(qǐng)?jiān)跐崈舻拇髿庵羞M(jìn)行;
?2、直接把測(cè)定氣體對(duì)傳感器的通氣面強(qiáng)烈吹風(fēng)的狀態(tài)下測(cè)定時(shí),對(duì)氣體的靈敏度將會(huì)很高。氣體靈敏度測(cè)定時(shí),應(yīng)避免測(cè)定氣體從正面吹來(lái);
?3、氣體的通氣面不要阻塞、不要污染,有時(shí)孔堵塞是導(dǎo)致靈敏度低下的原因;
?4、不可過(guò)度的撞擊或震動(dòng);
?5、高濃度的氣體環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間使用后恢復(fù)到初期狀態(tài)較緩慢;
?6、傳感器避免接觸有機(jī)溶劑、涂料、藥劑、油類及高濃度氣體;
?7、電解液泄漏會(huì)造成損害,請(qǐng)不要隨意拆開(kāi)傳感器;