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基于光学技术开发的固态氧传感器技术特性,几乎在每个方面都超过了电子电池原理的氧气传感器。电燃料电池1曾一度为氧传感技术奠定了基准。这些氧传感器的工作方式,类似于使用可与氧发生反应而消耗电解质的电池原理。而电子氧传感器的精确度一再受到质疑。它们与其他气体的交叉反应,影响其敏感性,其中使用的化学物质的消耗量依赖于目标气体的浓度水平。本文将更详细地探讨固态氧传感器的四个主要优点。
1、固态氧传感器低成本
通常,固态氧传感器与电化学传感器相比具有成本低竞争力。 人们普遍存在一种误解,认为与电子电池相比,该技术需要增加前期投资,但这种情况很少发生。在固态光学氧传感器中工作的非耗尽技术可以节约可观的长期成本,同时还有电子电池所不具备的额外的关键优势。
2、固态氧传感器可在更宽的温度范围内工作
电化学传感器对温度影响非常敏感,因此需要前期使用硬件或软件方式进行外部补偿。光学原理的固态氧传感器内部有内置温度和压力传感器,这样可以使其在冰点以下工作。光学原理的固态氧传感器不仅测量和补偿温度,而且它的双线通信接口允许测量和传输气体温度和压力。从而可以达到多参数,物理量的检测。
3、使用寿命更长
电化学氧传感器的主要缺点之一是它们在工作状态下的耗尽性这种消耗是不可逆的。消耗的快慢有氧气浓度有很大的关系,浓度越高消耗的越快。光学技术通常建立在非耗尽技术上,如荧光猝灭原理,它利用了用脉冲光激发的氧敏感荧光染料。检测该荧光,并测量荧光随时间衰减的速率作为氧分压的函数。光学原理的固态氧传感器一般可以使用5年以上,从长远来看,可提供高性能和极其可靠的氧气测量。
4、几乎没有交叉敏感性(交叉气体的干扰性)
电化学传感器通常附带一系列交叉敏感气体,这些气体会影响氧气的读数,从而增加或减少输出电流信号。光学固态氧传感器与其他气体的交叉敏感性最小,因为氧的发光/荧光猝灭对氧分子具有高度选择性。而气体对测量几乎没有干扰。
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注:
1、电燃料电池(Electro-galvanic fuel cell)是一种测量潜水和医疗设备中氧气浓度的电子器件。其原理是;电池内盛有氢氧化钾,当它和氧气接触时,电池的铅阳极和金平面阴极间产生电流,而这电流的大小是和氧气的浓度成正比的。因此,可用电燃料电池测量氧气的浓度。(来源:百度百科)