什么是氧传感器？

氧传感器只是一个密封的容器(金属或塑料容器)，其中包含两个电极:阴极是一块涂有活性催化剂的PTFE，阳极是一块铅块。这个密封的容器只有顶部有一个毛细微孔，允许氧气进入工作电极。两个电极通过电流收集器连接到从传感器表面伸出的两个引脚，传感器通过这两个触角连接到应用的设备。传感器充满了电解质溶液，因此不同的离子可以在电极之间交换。

氧传感器原理

进入传感器的氧气流速取决于传感器顶部的毛细管孔的大小。当氧气到达工作电极时，它立即被还原以释放氢氧根离子:

O2+2H2O+4e->；4OH-

这些氢氧根离子通过电解质到达阳极(铅)，与铅反应生成相应的金属氧化物。

2Pb+4OH-& gt；2PbO + 2H2O + 4e-

以上两个反应产生电流，电流取决于氧气的反应速度(法拉第定律)。可以连接已知的电阻器来测量所产生的电势差，从而可以精确地测量氧的浓度。在电化学反应中，铅电极参与氧化反应，使得这些传感器具有一定的使用寿命。一旦所有可用的铅被完全氧化，传感器将停止工作。氧传感器的使用寿命一般为1-2年，但也可以通过增加阳极中铅的含量或限制接触阳极的氧气量来延长。

毛细管微孔氧传感器和分压氧传感器

氧传感器的分类

都市科技生产的氧气传感器，根据氧气进入传感器的扩散方式不同，可以分为两种。一个是传感器顶部有毛细微孔，一个是有固体薄膜让气体通过。孔隙传感器测量氧浓度，而固体膜传感器测量氧分压。

孔隙传感器产生的电流反映的是被测氧气的体积百分浓度，与气体总压力无关。但是当氧气压力瞬间变化时，传感器会产生瞬间电流，控制不好就会出问题。当传感器受到重复的压力脉冲时，也会出现同样的问题，例如，进入传感器的气体被泵送。对此现象的解释如下:

压力瞬变

当细孔氧传感器遇到急剧增压或减压时，气体会被迫通过细孔格栅板(流量大)。气体的增加(或减少)会产生瞬态电流信号。一旦情况稳定下来，不再有压力脉冲，瞬变将会结束。这种瞬变可以通过仪器发出警报，因此可以努力寻找降低压力影响的解决方案。

城市技术的所有细孔氧传感器都采用了防大流量机制，如图2所示。从根本上来说，可以增加一个聚四氟乙烯抗大流量膜，削弱压力变化引起的瞬态效应。这种薄膜用金属盖或塑料盖紧紧地固定在细孔上。这种设计可以大大减少瞬时信号变化的影响。

但是，某些压力变化引起的瞬态力超过了这种设计的允许范围，特别是对于使用提取仪器向传感器输送气体的设备。一些泵产生的气体对氧传感器产生连续的压力脉冲，人为地增强了信号。在这种情况下，有必要在传感器外部设计一个气体膨胀室，以减小传感器上的压力脉冲。