氧传感器技术的持续发展和应用
2021/08/09

在工业、农业、存储/运输、汽车和医疗领域的许多应用中,准确知道氧气含量的工况是必不可少的。氧传感器在应用范围不断扩大的同时,对其性能要求也在不断提高。预计到2022年,全球氧传感器业务的年价值将超过26亿美元(根据Micromarket Monitor的数据)。如果这一预测被证明是正确的,则意味着此类技术的市场在十年内几乎翻了一番。

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氧气监测关键应用

下面可调控氧气含量至关重要的各种应用。

燃烧控制——通过监测工业锅炉烟道中的氧气含量(无论是燃气、石油还是生物燃料),进而确定废气中的过量氧气含量。虽然为了避免产生有害的一氧化碳,烟道中必须一直保持一定过量的氧气,但过量氧含量,表明锅炉正在加热新鲜空气,因此在消耗能量。使用这些过量氧气数据,可以调整燃料/空气比,以达到“最佳点”,在那里以最经济和尽可能少的污染进行燃烧,从而实现节能,并降低对生态环境的影响。

易腐烂物品的存储——氧气的存在会导致有机材料(如水果和蔬菜)的降解。通过降低冷藏货运集装箱和存储设施中的氧气含量,可以延长这些物品在运输或存储过程中的商业价值(气调保鲜库或气调保鲜车)。

防火——在服务器机房、文件档案馆、博物馆,甚至在保存珍贵历史文物或绘画的仓库中,火灾隐患是一个巨大的风险,发生火灾事故的后果(无论是在安全还是有价值的财产/数据丢失方面)可能是灾难性的。在这种情况下,特别是当工作人员通常不在相关区域(无人值守)工作时,创造和保持缺氧(低氧)环境是最有效的预防措施。通过使用氧气传感器来控制氮气发生器,从而将区域内的氧分压降低到人类能够工作的水平,这样火灾的爆发几乎是不可能的。

高海拔训练——在体育界,人们早已认识到适应高海拔条件运动,可以显着提高运动员的在赛场上的表现。这意味着运动员的身体会通过增加红细胞和血红蛋白的质量,以及改变肌肉代谢来适应氧气含量(或氧分压)的降低。当这些运动员随后参加低海拔的比赛时,他们将受益于10-14天更高浓度的红细胞,从而使他们获得赛场上竞争优势。然而,搬移训练设施到高海拔地区通常是不切实际的。另一种解决方案是在模拟高海拔室或帐篷中进行训练,在这些房间或帐篷中,氧气的分压会降低到高海拔地区一样的水平。通过氧传感器控制氮气发生器增加氮气含量可以复制高海拔环境。

机载惰性气体生成 (OBIGGS或OBOGS机载油箱内的惰性气体生成系统)——由于客机燃烧燃料,其油箱顶部空间中的混合物或空气和燃料蒸气的含量比例可以代表潜在的爆炸风险环境。为了降低发生空中爆炸风险的可能性,大多数现代客机现在都配备了OBIGGS系统。来自飞机外的低压空气被压缩,大部分氧气使用各种不同的技术去除。剩余的气体,主要是氮气,因此是惰性的,可用于填充燃料箱顶部空间。因此消除了火灾和爆炸的风险。氧气传感器在控制整个过程中起到非常关键的作用。

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在其他地方,氧气监测可用于减少工厂中氮氧化物 (NOx) 的输出,以及在完成车辆测试时,检查排放尾气。在生物、农业中提高作物产量(例如,蘑菇的生长)以及加速合成也有好处。

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