煙氣在線監(jiān)測設(shè)備中氧氣傳感器原理簡介

　　環(huán)保行業(yè)中的氧氣傳感器是一種關(guān)鍵的技術(shù)設(shè)備，氧氣傳感器可以高效、可靠地監(jiān)測環(huán)境中的氧氣濃度變化，根據(jù)國家標準大氣污染物排放濃度應(yīng)折算為基準氧含量排放濃度，含氧量的準確測量是為環(huán)境保護工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。隨著行業(yè)內(nèi)對氧氣監(jiān)測的精度和可重復(fù)性要求也越來越高，氧氣傳感器的工作原理多種多樣，面對不同應(yīng)用場景選擇合適的氧氣傳感器是至關(guān)重要的。在下文中，將進一步探討氧氣傳感器的不同工作原理及其在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　● 順磁氧傳感器

　　順磁氧傳感器主要設(shè)計為磁動力或“啞鈴"類型。氧氣具有相對較高的磁化率，并表現(xiàn)出順磁行為。它由圓柱形容器和小玻璃啞鈴組成，啞鈴懸浮在拉緊的鉑絲上，置于非均勻磁場中。傳感器利用氧氣的順磁行為來測量含氧氣體的百分比。精密光學系統(tǒng)用于測量啞鈴的旋轉(zhuǎn)角度，并通過施加相反的電流將啞鈴恢復(fù)到正常位置。將啞鈴維持在正常狀態(tài)所需的電流與氧氣分壓成正比，并以氧氣百分比表示。

　　順磁性氧傳感器的優(yōu)點是：傳感器對機械沖擊不敏感，具有高線性，并且非常穩(wěn)定。缺點是容易受到其他氣體的交叉敏感。

　　● 氧化鋯傳感器

　　氧化鋯氧傳感器是利用穩(wěn)定的二氧化鋯陶瓷在650℃以上的環(huán)境中產(chǎn)生的氧離子導(dǎo)電特性而設(shè)計的。在一定的溫度條件下，如果在二氧化鋯塊狀陶瓷兩側(cè)的氣體中分別存在著不同的氧分壓（即氧濃度）時，二氧化鋯陶瓷內(nèi)部將產(chǎn)生一系列的反應(yīng)，和氧離子的遷移。這時通過二氧化鋯兩側(cè)的引出電極，可測到穩(wěn)定的毫伏級信號，

　　● 電化學傳感器

　　電化學傳感器由兩個電極組成：工作電極和參比電極。工作電極上涂有一層催化劑，通常是鉑或金屬氧化物。當氧氣進入傳感器時，它會與催化劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電子和離子。這些電子和離子會在電解質(zhì)中移動，最終到達參比電極，產(chǎn)生電流信號。這個信號會被放大并轉(zhuǎn)換成氧氣濃度的數(shù)字顯示。電化學氧傳感器優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格適中。缺點是隨著時間的推移，化學反應(yīng)會減慢并停止，通常在1至3年之間。隨著傳感器老化，需要頻繁重新校準，并且不如其他傳感器準確。

　　● 激光氧傳感器

　　可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光譜吸收技術(shù)TDLAS本質(zhì)上是一種光譜吸收技術(shù)，通過分析激光被氣體分子的選擇性吸收來獲得氣體的濃度。它與傳統(tǒng)紅外光譜吸收技術(shù)的不同之處在于，半導(dǎo)體激光光譜寬度遠小于氣體吸收譜線的展寬，如上圖。因此，半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)是一種高分辨率的光譜吸收技術(shù)。系統(tǒng)采用特定波長的激光束穿過被測氣體，激光強度的衰減與氣體的濃度滿足朗伯.比爾定理，因此可以通過檢測激光強度的衰減信息分析獲得被測氣體的濃度。采用半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)的激光氣體分析儀可從原理上抗背景氣體的干擾，測量結(jié)果可靠性高。

　　可調(diào)諧二極管激光氧傳感器依賴于激光光譜分析。以氧氣為波長的激光束通過氣體樣本被引導(dǎo)至光電探測器。氧分子吸收的光量與樣品中分子的數(shù)量成正比。