氧化锆技术

并非所有 OPSIS 监测仪器都基于光学技术。氧气浓度也可通过简单坚固的电化学技术测量——基于陶瓷材料氧化锆(ZrO₂),最广为人知的应用是内燃机的"氧传感器"(lambda probe)。

工作原理

基本结构:一小块氧化锆两侧各设一个电极形成"电池"。一侧暴露于已知氧含量(通常为 21% 的环境空气),另一侧暴露于待测气体混合物。加热后,两侧氧含量差产生电化学电势差(电压)。通过测量电压即可确定气体中的氧含量。

氧化锆技术

宽带传感器

基本设计中电压与氧含量呈非线性关系,某些范围精度偏低。现代宽带传感器由两组氧化锆电池和测量室组成。通过向靠近气样的电池通电流形成电化学泵驱动氧离子,控制测量室内氧含量,使第二个电池的电势差保持恒定在最佳灵敏度。电流大小即为氧含量的直接度量——精度远优于原始设计。

氧化锆传感器

来源:OPSIS AB, Sweden · opsis.se