SST的氧化鋯氧傳感器有時(shí)難以理解其工作原理。下面就由上海高傳帶您了解一下氧化鋯氧傳感器功能和結(jié)構(gòu)。
傳感器單元結(jié)構(gòu)
SST氧化鋯氧傳感器是傳感單元（圖1）。該電池由兩個(gè)方形二氧化鋯（ZrO2）組成，涂有一層薄薄的多孔鉑層，用作電極，為氧離解提供必要的催化作用，允許氧離子進(jìn)出ZrO2。
氧傳感器功能1
圖1
兩個(gè)ZrO2正方形由一個(gè)鉑環(huán)隔開，鉑環(huán)形成一個(gè)密封的傳感室。在外表面，還有兩個(gè)鉑環(huán)與中心鉑環(huán)一起提供與電池的電氣連接。
兩個(gè)外部氧化鋁（Al2O3）盤用于過濾和防止任何環(huán)境顆粒物進(jìn)入傳感器，并清理任何未燃燒的氣體。這可防止電池受到污染，從而導(dǎo)致測(cè)量讀數(shù)不穩(wěn)定。圖2顯示了傳感單元的橫截面，突出顯示了所有主要部件。
氧傳感器功能2
圖2
電池組件周圍有一個(gè)加熱器線圈，可產(chǎn)生運(yùn)行所需的700°C溫度。然后將電池和加熱器封裝在多孔不銹鋼蓋內(nèi)，以過濾較大顆粒和灰塵，并保護(hù)傳感器免受機(jī)械損壞。圖3顯示了完整的傳感器組件。
氧傳感器功能3
圖3
泵板
ZrO2正方形用作電化學(xué)氧氣泵，對(duì)密封室進(jìn)行抽真空或再加壓。根據(jù)直流恒流源的方向，氧離子通過極板從一個(gè)電極移動(dòng)到另一個(gè)電極，從而改變氧濃度，從而改變腔室內(nèi)的氧壓力（P2）。對(duì)泵送進(jìn)行控制，使腔室內(nèi)部的壓力始終小于腔室外部的環(huán)境氧氣壓力。圖4顯示了電池的電氣連接。
氧傳感器功能4
圖4
感應(yīng)板
通過第二個(gè)ZrO2正方形的氧壓差產(chǎn)生能斯特電壓，該電壓與氧離子濃度的比率成對(duì)數(shù)比例。作為室內(nèi)的氧氣壓力（P?), 與公共線相關(guān)的感應(yīng)電壓始終為正。
測(cè)量該電壓并與兩個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，每次達(dá)到這兩個(gè)參考電壓中的任何一個(gè)時(shí)，恒流源的方向都會(huì)反轉(zhuǎn)。當(dāng)ppO2較高時(shí)，達(dá)到泵反轉(zhuǎn)電壓所需的時(shí)間比在低ppO2氣氛中所需的時(shí)間更長(zhǎng)。這是因?yàn)榇嬖诟嗟难蹼x子需要泵送，以便在感應(yīng)盤上產(chǎn)生相同的比例壓差。
實(shí)例
我們要測(cè)量的氧氣壓力P1為10巴，P2為5巴時(shí)達(dá)到設(shè)定的參考電壓。如果P1變?yōu)?/span>1巴，P2必須為0.5巴才能達(dá)到相同的參考電壓。這將需要排出更多的氧離子，因?yàn)橛糜诒盟碗x子的電流源是恒定的，因此需要要長(zhǎng)得多。
螺紋安裝氧化鋯傳感器O2S-FR-T2-18C
特征：
二氧化鋯（ZrO2）傳感元件
壽命長(zhǎng)，不消耗技術(shù)
一體式加熱元件
高準(zhǔn)確度
需要外部接口板才能操作1
特點(diǎn)：
無需參考?xì)怏w
無需溫度穩(wěn)定
提供多種探針安裝位置；28mm，45mm和55mm
M18x1.5螺絲安裝
技術(shù)規(guī)格：
加熱器電壓2 | 工作 4.35V直流電 ± 0.1V直流電 (1.85 A) 待機(jī) 2V直流電 (0.85 A) |
700°C時(shí)的泵阻抗3 | < 6kΩ |
允許氣體溫度 | -100°C至+ 250°C |
氣體流速 | 0—10 m/s |
重復(fù)允許加速度 | 5g |
偶然允許加速度 | 30g |
安裝螺紋 | M18 x 1.5 |
氧氣壓力范圍 | 大2mbar—3bar |
準(zhǔn)確性 | 大5mbar |
內(nèi)部工作溫度 | 700°C |
響應(yīng)時(shí)間（10-90％步進(jìn)） | < 4s |
預(yù)熱時(shí)間（傳感器運(yùn)行之前） | 60s |
預(yù)熱時(shí)間（從待機(jī)狀態(tài)開始） | 20s |
輸出穩(wěn)定時(shí)間 | ~ 180s |
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