? ? ? ?氧氣的分析測定廣泛應用于實驗室、生物學、醫(yī)學、汽車制造、化工、能源、軍事等許多領域。氧傳感器根據工作原理不同可以分為電化學型氧傳感器、熱磁式氧傳感器、光學氧傳感器、半導體電阻式氧傳感器等。電化學型氧傳感器利用電化學反應實現(xiàn)對氧氣測量,這類氧傳感器具有靈敏度高、測量范圍寬、響應時間快、可靠性高等優(yōu)點,被廣泛應用在化工、醫(yī)療、生物以及軍事領域,是目前研究最多、技術最為成熟、應用最為廣泛的一類氧傳感器。
? ? ? ?固體電解質氧傳感器固體電解質氧傳感器以固體敏感材料作為電解質,目前使用最多的固體電解質材料主要有ZrO2、LiCO3、NASICON等,這類傳感器不存在電解質揮發(fā)以及腐蝕電極材料等問題,有利于傳感器的微型化。但是,固體電解質只有加熱到一定溫度才能正常工作,目前研究最多技術最為成熟的固體電解質氧傳感器就是氧化鋯氧傳感器。
? ? ? ?液體電解質氧傳感器液體電解質氧傳感器使用液體作為電解質材料,液體電解質材料在室溫下即顯示良好的離子導電性,因此在室溫條件即能夠正常工作。液體電解質氧傳感器具有靈敏度高、響應時間快、功耗低等特點,受到廣大用戶的青睞。
? ? ? ?液體電解質材料以傳統(tǒng)鉀鹽電解質材料制作的氧傳感器具有靈敏度高、響應時間快等特點,但同時存在電解質揮發(fā)、滲漏等問題,影響傳感器性能及壽命。針對傳統(tǒng)電解質材料揮發(fā)問題,人們開展了低揮發(fā)性甚至零揮發(fā)液體電解質材料的研究與開發(fā)。離子液體具有高離子導電性、寬電化學窗口、低蒸汽壓等優(yōu)點,特別是其室溫下為液態(tài),成為目前研究最為廣泛的新型電解質材料。
? ? ? ?電極材料液體電解質氧傳感器電極材料由最初銅、鉛及其氧化物,這些材料成本低,但催化性能差,現(xiàn)已逐漸被金、鉑等貴金屬取代。金、鉑等貴金屬作為電極材料具有良好的催化性能、穩(wěn)定性,但這類電極材料成本高,在一定程度上限制了其使用。
? ? ? ?液體電解質氧傳感器技術現(xiàn)狀目前世界各國對液體電解質氧傳感器的研究較多,取得了一系列的成果。
? ? ? ?熱磁式氧傳感器熱磁式氧傳感器是利用氧氣的順磁性特點來進行氧氣的測量分析。氧氣的磁化率比其它氣體(NO除外,而一般氣體中很少含有NO,且NO極易和氧化合為NO)2要大得多,故氣體的總磁化率幾乎完全取決于氧氣的含量。
? ? ? ?光纖式氧傳感器光纖法測量氧氣濃度是一項新興的技術?，F(xiàn)主要介紹一種較成熟的方法熒光猝滅原理的光纖氧傳感器。氧氣對一些熒光物質的熒光具有猝滅作用,從而導致其熒光強度的降低和熒光壽命的縮短,熒光物質的熒光強度或壽命與氧氣濃度的線性關系,通過測定有氧和無氧條件下的熒光強度或者壽命就可以得出氧氣的濃度。
? ? ? ?可調諧激光式氧傳感器可調諧激光式氧傳感器是基于可調諧激光光譜吸收技術對氧氣濃度進行測量。傳感器選擇的激光器波長與氧氣的特征吸收譜線相匹配,此波長在近紅外區(qū),760nm。將激光器連續(xù)調制,使其波長周期性的掃過氧氣的吸收光譜,可以從光電管中收到相應的周期信號,信號的幅值與被測氣體的氧氣濃度成一定的對應關系。這種測量方法采用的是精細光譜吸收技術,對氧氣的測量不受化學和干擾氣體的影響,具有較高的檢測精度。