電化學(xué)氧氣傳感器是一種利用電化學(xué)原理來(lái)檢測(cè)和測(cè)量氧氣濃度的裝置。它主要基于氧氣參與的氧化還原反應(yīng)，在@傳感器內(nèi)部產(chǎn)生電流，從而將氧氣濃度轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出。這類傳感器通常包含以下幾個(gè)關(guān)鍵部分：
傳感探頭：也稱作氧電極，其中包含一個(gè)或多對(duì)電極。一個(gè)典型的電化學(xué)氧氣傳感器內(nèi)部會(huì)有陰極（常用材料如涂覆了鉑或金等催化劑的PTFE膜）和陽(yáng)極（比如鉛），有時(shí)還會(huì)包含一個(gè)參考電極。
電解液：傳感器內(nèi)部填充有電解質(zhì)溶液，允許離子在電極之間移動(dòng)，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。
催化層：在陰極上覆蓋一層催化劑，能夠加速氧氣在電極表面的還原反應(yīng)。
隔膜：傳感器有一層微孔結(jié)構(gòu)，允許氧氣穿透并與電極接觸，同時(shí)防止其他氣體或液體物質(zhì)進(jìn)入傳感器內(nèi)部。
信號(hào)轉(zhuǎn)換電路：產(chǎn)生的電流（或電壓）與氧氣濃度成正比，通過電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)化的模擬信號(hào)輸出。
#電化學(xué)氧氣傳感器#工作時(shí)，氧氣穿過隔膜到達(dá)陰極，與催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，形成一個(gè)閉合的電流回路。傳感器通過測(cè)量這個(gè)電流大小來(lái)間接反映氧氣的濃度。這類傳感器具有響應(yīng)速度快、精度較高、長(zhǎng)期穩(wěn)定性較好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測(cè)、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)過程控制、汽車排放檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。
電化學(xué)氧氣傳感器工作原理
電化學(xué)氧氣傳感器的工作原理基于電化學(xué)氧化還原反應(yīng)及法拉第定律。其基本過程如下：
氣體擴(kuò)散：待測(cè)環(huán)境中的氧氣通過傳感器頂端的微孔滲透膜擴(kuò)散至傳感器內(nèi)部的電解液區(qū)域。
化學(xué)反應(yīng)：氧氣在傳感器的陰極（工作電極）處與催化劑接觸并發(fā)生還原反應(yīng)，例如O?得到電子變?yōu)镺H?。而在陽(yáng)極則可能發(fā)生相反的氧化反應(yīng)以保持整個(gè)體系的電荷平衡。具體的化學(xué)反應(yīng)形式會(huì)依賴于傳感器的設(shè)計(jì)和所使用的材料。
電流生成：在一定的電勢(shì)差驅(qū)動(dòng)下，氧氣分子與陰極表面的催化劑作用下產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移，形成電流。根據(jù)法拉第定律，產(chǎn)生的電流與氧氣的摩爾數(shù)量直接相關(guān)，也就是說，電流強(qiáng)度與氧氣濃度成正比。
信號(hào)轉(zhuǎn)換：傳感器內(nèi)部通常配備一個(gè)恒電位電路，以保持反應(yīng)發(fā)生的最佳電位，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。產(chǎn)生的電流會(huì)被轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)或其他易于處理和傳輸?shù)碾娦盘?hào)，這個(gè)信號(hào)的大小反映了環(huán)境中氧氣的濃度。
輸出信號(hào)：轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)可以進(jìn)一步通過放大、濾波和數(shù)字化等處理，最終顯示出氧氣濃度的具體數(shù)值。
簡(jiǎn)而言之，電化學(xué)氧氣傳感器就是利用氧氣在電極表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來(lái)測(cè)定氧氣含量的一種裝置。它既能在常溫條件下工作，又可通過加熱器加熱來(lái)增強(qiáng)氧氣在電解液中的溶解和擴(kuò)散，以提高傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度。
使用電化學(xué)氧氣傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)
電化學(xué)氧氣傳感器具備以下優(yōu)點(diǎn)：
高靈敏度：能夠?qū)ρ鯕鉂舛冗M(jìn)行精確測(cè)量，即使在較低的濃度下也能產(chǎn)生明顯的電化學(xué)反應(yīng)信號(hào)。
線性輸出：傳感器的輸出信號(hào)與其檢測(cè)到的氧氣濃度呈線性關(guān)系，易于數(shù)據(jù)處理和讀取。
低功耗：相比于其他類型的傳感器，電化學(xué)傳感器的功耗相對(duì)較低，適合便攜式和遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備。
小型化和便攜性：尺寸小巧輕便，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)和連續(xù)監(jiān)測(cè)。
良好穩(wěn)定性：一旦校準(zhǔn)準(zhǔn)確，傳感器在一定范圍內(nèi)能保持較好的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。
選擇性好：針對(duì)特定氣體（如氧氣）有很高的選擇性，較少受到其他氣體的交叉干擾。
成本效益：相對(duì)于更復(fù)雜的檢測(cè)技術(shù)，電化學(xué)傳感器的成本較低，尤其適合大規(guī)模部署。
然而，電化學(xué)氧氣傳感器也存在一些固有的缺點(diǎn)：
壽命限制：使用壽命相對(duì)較短，通常為6個(gè)月至1年左右，并且隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，傳感器性能會(huì)逐漸衰退，表現(xiàn)為靈敏度下降和響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。
老化問題：長(zhǎng)時(shí)間使用后，傳感器的老化會(huì)導(dǎo)致性能不穩(wěn)定，包括漂移、響應(yīng)遲緩和恢復(fù)慢等問題。
維護(hù)需求：需要定期校準(zhǔn)和更換，以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。
環(huán)境敏感性：濕度、溫度和其他環(huán)境因素可能影響傳感器的工作狀態(tài)和壽命。
化學(xué)物質(zhì)污染：易受化學(xué)物質(zhì)污染影響，可能導(dǎo)致傳感器失效或縮短其使用壽命。
說到這里可能還有人并不是很了解電化學(xué)氧氣傳感器，下面小編將以“電化學(xué)氧氣傳感器DSD13-G4250K-S”為例，詳細(xì)闡述。
DSD13-G4250K-S是道合順研發(fā)生產(chǎn)的一款電化學(xué)氧氣 傳感器。氧氣在工作電極和對(duì)電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)并釋 放電荷形成電流，電流大小與氧氣濃度成正比并遵循法拉第 定律，通過檢測(cè)反應(yīng)的電流就可以確定氧氣的體積分?jǐn)?shù)。
產(chǎn)品特點(diǎn)/參數(shù)
對(duì)氧氣的靈敏度高、線性度高、精度高、具有優(yōu)秀的抗干擾能力；
功 耗低、體積小；具有優(yōu)異的重復(fù)性和穩(wěn)定性。
實(shí)際應(yīng)用
智能家居、商用空氣凈化器的氧氣監(jiān)測(cè)；石油開采、化工生產(chǎn)、礦山區(qū)域的 氧氣監(jiān)測(cè)；地下停車場(chǎng)氧氣監(jiān)測(cè)；車內(nèi)氧氣監(jiān)測(cè)；醫(yī)療設(shè)備氧氣監(jiān)測(cè)。
注意事項(xiàng)
使用帶有印刷電路板 (PCB) 的傳感器時(shí)，應(yīng)在安裝前使用脫脂劑，不要直接 在外殼上或附近粘貼，溶劑可能會(huì)導(dǎo)致塑料開裂 。
避免暴露于高濃度的溶劑蒸氣中 。
TLV水平的有毒氣體不會(huì)對(duì)傳感器產(chǎn)生交叉靈敏性影響。在百分比水平下， 強(qiáng)氧化性氣體（如臭氧、氯）會(huì)干擾其氧當(dāng)量的程度 。
酸性氣體（如CO2、SO2）會(huì)被電解液吸收， 導(dǎo)致氧氣到電極的電通量增加， 約每 1%CO2 增加 0.3%氧氣信號(hào) 。
請(qǐng)勿在高于25%CO2濃度的情況下連續(xù)運(yùn)行。
