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(yáng)極和電解液組成。氧氣傳感器簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是一個(gè)密封容器(金屬的或塑料的容器)，它里面包含有兩個(gè)電極:陰極是涂有活性催化劑的一片PTFE(聚四氟乙烯)，陽(yáng)極是一個(gè)鉛塊。這個(gè)密封容器只在頂部有一個(gè)毛細(xì)微孔，允許氧氣通過(guò)進(jìn)入工作電極。兩個(gè)電極通過(guò)集電器被連接到傳感器表面突出的兩個(gè)引腳，而傳感器通過(guò)這兩個(gè)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(cè)量混合氣體的氧濃度，測(cè)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(gè)氧電池的輸出電壓在整個(gè)壽命期內(nèi)基本上是穩(wěn)定的。當(dāng)測(cè)量到的氧濃度值與設(shè)置的氧濃度值偏差較大時(shí)，機(jī)器將發(fā)出報(bào)警提示，這時(shí)可以對(duì)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(guò)。細(xì)孔傳感器測(cè)量的是氧氣濃度，而固體薄膜傳感器測(cè)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(cè)氧氣的體積百分比濃度，與氣體總壓力無(wú)關(guān)。但當(dāng)氧氣壓力瞬間發(fā)生變化時(shí)，傳感器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流，如果沒(méi)有控制好就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。同樣的問(wèn)題在傳感器受到重復(fù)壓力脈沖時(shí)也會(huì)出現(xiàn)，例如進(jìn)入傳感器的氣體是抽運(yùn)式的。對(duì)這個(gè)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(guò)細(xì)孔柵板（大流量）。氣體的增加（或減少）產(chǎn)生了一個(gè)瞬變電流信號(hào)。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(guò)儀器報(bào)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(lái)說(shuō)，可以增加一個(gè)PTFE 抗大流量薄膜來(lái)減弱壓力變化帶來(lái)的瞬變影響。這層薄膜用一個(gè)金屬蓋或塑料蓋緊緊固定在細(xì)孔上，這個(gè)設(shè)計(jì)可以很大程度上減少信號(hào)的瞬間變化影響。
但某些壓力變化產(chǎn)生的瞬變力量超過(guò)了這種設(shè)計(jì)允許的范圍，特別是使用抽取式儀器對(duì)傳感器輸送氣體的設(shè)備。某些泵產(chǎn)生的氣體對(duì)氧傳感器造成持續(xù)的壓力脈沖，人為地增強(qiáng)了信號(hào)。在這種情況下，有必要在傳感器外設(shè)計(jì)一個(gè)氣體膨脹室減小對(duì)傳感器的壓力脈沖。
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