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氧分析仪-电化学氧传感器工作原理

日期: 2024-01-08
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氧传感器实质上是氧电池,阴极为氧电极,阳极为适当的金属。因氧需借助金属放电,通常这种氧电池的阴极为金,阳极为铅,内充弱酸电解液,并以覆膜与样气分隔,氧能通过覆膜进入传感器而电解质不外溢。在金铅电极处,氧分子产生化学反应,这个化学反应过程由电荷的收集而产生可测量的电流。其反应式如下:

阴极:O + 4H + 4e 2H

阳极:2Pb + 2HO 2PbO + 4H + 4e 

电池总反应:O + 2Pb 2PbO

覆膜原电池式氧传感器是一种电流型测量器件可用扩散电流模型来进行描述其工式如下:

             image.png

式中

 n 为反应电子数

 F 为法拉第常数

 A 为阴极表面积

D 为氧扩散系数

 l 为透气膜外表至阴极表面的距离

c 为溶氧浓度

当电池的材料、结构确定时在一定温度下) 可简化为:

image.png

由式()可以看出,传感器输出的电流与氧浓度成正比为线性元件。


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