干货丨松柏传感带你入门氧气传感器

我们都知道氧气在工业环境中，尤其是密闭环境中需要十分注意。一般我们将氧气含量超过23.5%称为氧气过量(富氧)，此时很容易发生爆炸的危险;而氧气含量低于19.5%为氧气不足(缺氧)，此时很容易发生工人窒息、昏迷以至死亡的危险。正常的氧气含量应当在20.9%左右。因此对于氧气的检测十分有必要。

对于氧气的检测，在氧气检测仪组成中使用最多的是专用氧气气体传感器。氧气传感器采用电化学传感器，反应灵敏，适用于在工矿企业环境空气中连续检测氧气的百分比浓度，当环境浓度偏高时，进行高限、低限声、光、震动 警，警示现场人员尽快撤离危险区域。

上海松柏传感技术有限公司作为一站式气体检测方案提供商，构建从研发、生产、销售及售后一站式服务体系，服务工业等领域的用户。松柏传感将为大家全面解读关于氧气传感器相关的问题，欢迎一起探讨！

氧气传感器的工作原理是什么呢

电化学氧气传感器都是自身供电，内部由阴极，阳极和电解液组成。简单来说是一个密封容器，它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE(聚四氟乙烯)，阳极是一个铅块。

电化学氧气传感器也是电池型传感器，氧气在工作电极上发生的还原反应和阳极材料发生的相应氧化反应产生电流，电流的大小和氧气的浓度成正比，通过测试电流的大小即可判定氧气浓度的大小。

传感器的氧气的流速取决于传感器顶部的毛细微孔的大小。当氧气到达工作电极时，它立刻被还原释放出氢氧根离子：O2 + 2H2O + 4e- ">4OH-，这些氢氧根离子通过电解质到达阳极(铅)，与铅发生氧化反应，生成对应的金属氧化物：2Pb + 4OH- ">2PbO + 2H2O + 4e-

上述两个反应发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度(法拉第定律)，可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。

根据应用领域，氧气传感器有哪些测量范围？

气体传感器的一个常用使用目的是用来测试人体安全氧气，常见的氧气传感量程为0-30%vol测量范围，低于19.5%vol缺氧或者超过23%vol富氧必须提醒或者 警。

常见的氧气传感器的测量范围有三种：

1.正常人体安全防缺氧范围浓度使用：0-30%vol量程

2.微量氧气检测使用：0-10000ppm量程

3.高浓度测量纯度的氧气含量：0-100%vol量程。

氧气传感器检测氮气浓度的可行性

氮气是工业合成氨的主要原料，在工业上有着重要的应用。但是该气体在生产过程中存在一个问题，一旦氮气泄漏就很容易造成操作人员生命危险。氮气在大气中所占成分为78.2%VOL，故而氮气泄露不会使人中毒，我们每吸一口气，其中78%是氮气。但如果氮气大量泄漏，离泄漏点较近的情况下，会造成吸氧不足，加快呼吸频率，且短期内还无法移动或关闭堵塞泄漏点，有可能缺氧昏迷、甚至窒息死亡。

从气体安防角度出发，直接检测氮气浓度就可以了解到空气中氧气含量是否达标。但是氮气是惰性的双原子气体，化学性质不活泼，因此要想实现氮气浓度的检测或是预防氮气泄漏，直接采用电化学原理的传感器是行不通的，故我们采用的都是氧气传感器来进行对氮气的检测。

影响氧气传感器使用寿命因素是什么？

氧气传感器电化学反应中，铅极(阳极)参与到氧化反应中，使得这些传感器具有一定的使用期限，一旦所有可利用的铅完全被氧化，传感器将停止运作。通常氧气传感器的使用寿命为1-2 年，但也可以通过增加阳极铅的含量或限制接触阳极的氧气量来延长传感器的使用寿命。

氧气传感器值为0或过大原因？

氧气传感器值为0：漏液导致管脚和电路板腐蚀;被摔导致电极连接丝和管脚脱离;

氧气传感器值过大：传感器内半透膜松弛，进气量变大；外壳破裂导致进气量变大；温度突变(突然高或低都会引起，不过很快能恢复)。

氧气传感器使用过程中零点偏大原因？

1.氧气传感器使用环境中干扰气体的存在;

2. 使用不当;

3. 氧气传感器没有使用时，传感器未短路存储。

氧气传感器漏液原因？

1.焊接导致密封不均;

2.外力导致外壳变形;

3.长期处于高湿度环境;

4.内部电极反应的产物(PbO)体积增大，导致外壳张裂。

氧气传感器安装有什么要求？

氧气传感器不同于其他气体的检测，大气当中氧气的正常浓度值在20%左右。对于氧气含量的高低的检测以及安装位置应根据其使用环境，检测位置，泄漏源空间大小等。

例如在有效空间如井下，密闭空间等应先通过检测内部氧气含量是否达到进入所需最低氧气浓度值，因大气环境及密闭空间的影响，搭配气体采样泵可更为精准的材料内部空间气体浓度值。而在正常房屋内部检测时，应考虑到气体流动性与通风性所带来短暂数值波动。

氧气传感器安装位置也应当遵循和空气比例，氧气比重在32空气比重29按照这个理论那么安装高度应在0.5米到1米，同时应考虑到环境中湿度、温度的影响，安装位置不仅要考虑到气体源周围，还要顾及到人体所涉及的位置等因素。

上海松柏传感技术有限公司深耕电化学气体传感器数余年，集贤聚能、发扬工匠精神，经过不断地探究和实验，突破传感器制造的核心技术，研发出电化学传感器、红外传感器、PID传感器及正在开发的MEMS结构半导体传感器等多门类多品种产品，松柏传感产品对有毒气体和可燃气体的检测尤其灵敏可靠。生产的传感器产品广泛应用于石油、化工、环保、炼化、燃气、制药、管廊、污染治理安防、消防等领域，得到客户的广大好评!

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