? ? ? ?氧氣的分析測定廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、汽車制造、化工、能源、軍事等許多領(lǐng)域。氧傳感器根據(jù)工作原理不同可以分為電化學(xué)型氧傳感器、熱磁式氧傳感器、光學(xué)氧傳感器、半導(dǎo)體電阻式氧傳感器等。電化學(xué)型氧傳感器利用電化學(xué)反應(yīng)實(shí)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(yīng)時間快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在化工、醫(yī)療、生物以及軍事領(lǐng)域,是目前研究最多、技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的一類氧傳感器。

? ? ? ?固體電解質(zhì)氧傳感器固體電解質(zhì)氧傳感器以固體敏感材料作為電解質(zhì),目前使用最多的固體電解質(zhì)材料主要有ZrO2、LiCO3、NASICON等,這類傳感器不存在電解質(zhì)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(zhì)只有加熱到一定溫度才能正常工作,目前研究最多技術(shù)最為成熟的固體電解質(zhì)氧傳感器就是氧化鋯氧傳感器。

? ? ? ?液體電解質(zhì)氧傳感器液體電解質(zhì)氧傳感器使用液體作為電解質(zhì)材料,液體電解質(zhì)材料在室溫下即顯示良好的離子導(dǎo)電性,因此在室溫條件即能夠正常工作。液體電解質(zhì)氧傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)時間快、功耗低等特點(diǎn),受到廣大用戶的青睞。

? ? ? ?液體電解質(zhì)材料以傳統(tǒng)鉀鹽電解質(zhì)材料制作的氧傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)時間快等特點(diǎn),但同時存在電解質(zhì)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(zhì)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(zhì)材料的研究與開發(fā)。離子液體具有高離子導(dǎo)電性、寬電化學(xué)窗口、低蒸汽壓等優(yōu)點(diǎn),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(zhì)材料。

? ? ? ?電極材料液體電解質(zhì)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(zhì)氧傳感器技術(shù)現(xiàn)狀目前世界各國對液體電解質(zhì)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(diǎn)來進(jìn)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(xiàng)新興的技術(shù)。現(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(zhì)的熒光具有猝滅作用,從而導(dǎo)致其熒光強(qiáng)度的降低和熒光壽命的縮短,熒光物質(zhì)的熒光強(qiáng)度或壽命與氧氣濃度的線性關(guān)系,通過測定有氧和無氧條件下的熒光強(qiáng)度或者壽命就可以得出氧氣的濃度。

? ? ? ?可調(diào)諧激光式氧傳感器可調(diào)諧激光式氧傳感器是基于可調(diào)諧激光光譜吸收技術(shù)對氧氣濃度進(jìn)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(diào)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(yīng)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(yīng)關(guān)系。這種測量方法采用的是精細(xì)光譜吸收技術(shù),對氧氣的測量不受化學(xué)和干擾氣體的影響,具有較高的檢測精度。