問
氧氣傳感器的工作原理是什么?
氧氣傳感器主要有電化學燃料電池、氧化鋯、氧化鈦這幾種類型,它們的工作原理各不相同。
電化學燃料電池型氧氣傳感器以氧氣為正極,金屬鉛為負極,電解質為氫氧化鉀。氧氣通過聚四氟乙烯膜擴散進入電池,在正極得到電子,金屬鉛在負極失去電子產生電流,電流大小與氧氣濃度成正比。其零點準確,校正只需單點校正,適合微量氧氣分析檢測,但含有消耗性材料,壽命通常為兩年,且不能用于檢測含強氧化性或酸性氣體的環境。
氧化鋯傳感器的結構是氧化鋯膜夾在兩個 Pt 電極之間,在高溫下氧離子可自由移動。當膜兩邊氧濃度不同時產生電壓,電壓與氧濃度對數成正比。檢測未知氣體氧濃度時,另一邊需已知氧濃度的氣體作參考。它響應時間快,能在高溫、高壓、低壓下測量,但不適合檢測含酸性和強氧化性氣體、有機溶劑及 ppm 級氧氣,零點易漂移,且失效需更換整個探頭,費用高。
氧化鈦式氧傳感器是將排氣中氧含量的變化轉化為電阻的變化。電控單元的 C 端子加 1V 電壓在傳感器 A 端,另一端 B 與 ECU 的 D 端子相接,當排出廢氣中氧濃度變化時,傳感器電阻改變,ECU 的 D 端子電位隨之變化,從而判斷混合氣狀態。
總之,不同類型的氧氣傳感器工作原理有別,各有優缺點,應根據具體應用場景選擇合適的類型。
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