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氧分析儀-電化學(xué)氧傳感器工作原理

更新時間:2023-09-14   點擊次數(shù):551次

氧分析儀.png


    氧傳感器實質(zhì)上是氧電池,陰極為氧電極,陽極為適當(dāng)?shù)慕饘?。因氧需借助金屬放電,通常這種氧電池的陰極為金,陽極為鉛,內(nèi)充弱酸電解液,并以覆膜與樣氣分隔,氧能通過覆膜進入傳感器而電解質(zhì)不外溢。在金鉛電極處,氧分子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),這個化學(xué)反應(yīng)過程由電荷的收集而產(chǎn)生可測量的電流。其反應(yīng)式如下:

陰極:O2 + 4H+ + 4e- 2H2O

陽極:2Pb + 2H22PbO + 4H+ + 4e- 

電池總反應(yīng):O2 + 2Pb 2PbO

覆膜原電池式氧傳感器是一種電流型測量器件,可用擴散電流模型來進行描述,其工式如下:

                   inFAD/l·c………………… (1)

式中:

 n 為反應(yīng)電子數(shù)

 F 為法拉第常數(shù)

 A 為陰極表面積

為氧擴散系數(shù)

 l 為透氣膜外表至陰極表面的距離

為溶氧濃度

當(dāng)電池的材料、結(jié)構(gòu)確定時,在一定溫度下,(1可簡化為:

                  I k·c………………… (2)

由式(2)可以看出,傳感器輸出的電流與氧濃度成正比,為線性元件。


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