1技術(shù)說(shuō)明

德國(guó)固態(tài)傳感器公司（SECS） O2傳感器是基于電化學(xué)氣體檢測(cè)原理的。這種技

術(shù)可以用來(lái)檢測(cè)在化學(xué)反應(yīng)中可以被氧化或分解的化學(xué)品或者氣體。

當(dāng)O2擴(kuò)散進(jìn)入傳感器時(shí)會(huì)發(fā)生后續(xù)反應(yīng)。

O2會(huì)在測(cè)量電極和電解質(zhì)接觸的地方會(huì)發(fā)生反應(yīng)。這個(gè)地方被稱為臨界點(diǎn)。

在這個(gè)電化學(xué)反應(yīng)中下面的成分反應(yīng)會(huì)很活躍：

電子（電流）的大小是直接與氧氣的濃度成正比的。

為了降低氧氣在測(cè)量電極和參考電極之間的壓降，需要調(diào)節(jié)電壓400-500mV。

在測(cè)量電極電解質(zhì)中的O2和自由質(zhì)子（H+）形成水。這個(gè)反應(yīng)將產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電流。

擴(kuò)散孔可以減少氧氣的量，大量的氧氣達(dá)到測(cè)量電極而21%的氧氣將產(chǎn)生7-11微安的電流。

4.尺寸示意圖

尺寸：10 x 12×6（+/- 0,1）mm（寬×高×厚）

觸電間距：2.5mm

觸電尺寸：2×1mm（長(zhǎng)×寬）

觸電材料：金

5.結(jié)構(gòu)示意圖

被測(cè)氣體將從傳感器背面的擴(kuò)散孔進(jìn)入傳感器。備注：傳感器應(yīng)該使用一個(gè)灰塵過濾器。過濾器可以防止擴(kuò)散孔被灰塵堵塞。

左側(cè)電極為參考電極（R）。

中間電極為測(cè)量電極（M）。

右側(cè)電極為負(fù)電極（C）。

終層為電解質(zhì)和保護(hù)層。

單個(gè)的傳感器是一個(gè)陶瓷基板的一部分，這個(gè)陶瓷基板包含了48個(gè)傳感器。這種類型的陶瓷基板很容易訂貨并且可以即時(shí)發(fā)貨。每個(gè)陶瓷基板在出廠裝運(yùn)之前都是經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)氣體測(cè)試的。

這些傳感器在生產(chǎn)加工的時(shí)候用打斷的線分隔開，如下面的圖片所示。如果你按照順序操作，把每個(gè)傳感器分開就很容易了。所以按照下面的順序把傳感器從陶瓷基板上分割出來(lái)就很重要了。

6.與以前的電化學(xué)傳感器的差異

由固體電解質(zhì)取代酸性電解液，例如H2SO4。

1. 首先沿著紅線把陶瓷基板斷開（先沿哪條紅線斷開都可以）。

2. 然后再沿著綠線斷開陶瓷基板。

傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器：

1. 由于處在有腐蝕性的酸性電解液中，標(biāo)準(zhǔn)傳感器需要有密封外殼保護(hù)。

2. 由于酸吸放水，標(biāo)準(zhǔn)傳感器始終有在潮濕大氣中泄漏或在干燥大氣中變干的風(fēng)險(xiǎn)。因此，此類傳感器的部分為儲(chǔ)酸罐來(lái)盛裝電解液。

3. 由于需要大的儲(chǔ)酸罐，此類傳感器體積較大。

4. 酸性電解液從傳感器中的泄露對(duì)電路來(lái)說(shuō)存在潛在的危害。

5. 傳感器的生產(chǎn)過程很復(fù)雜。

6. 酸性電解液危險(xiǎn)性很大。

與固體電解質(zhì)的差別是什么：

1. 固體電解質(zhì)沒有危險(xiǎn)，并且更易操作。

2. 無(wú)需外殼。

3. 無(wú)需儲(chǔ)罐。

4. 數(shù)據(jù)讀取非?？?，并且對(duì)環(huán)境中的氣體泄漏反應(yīng)很靈敏，對(duì)不同濕度或溫度的調(diào)節(jié)也很迅速。

5.無(wú)需塑料外殼。在陶瓷基板上構(gòu)造傳感器。

這對(duì)傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器意味著什么：

1. 塑料外殼需要密封或粘在一起。酸和溫度變化隨時(shí)間會(huì)損壞塑料。

2. 接觸管腳接線通過外殼接到電極的傳感器的構(gòu)造過程復(fù)雜，這個(gè)過程本身有風(fēng)險(xiǎn)而且會(huì)縮短使用壽命并導(dǎo)致質(zhì)量下降。

固態(tài)電化學(xué)傳感器的優(yōu)勢(shì)是什么：

1. 在一個(gè)生產(chǎn)工步中可以同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)傳感器。

2. 陶瓷電極和電解質(zhì)可以分層構(gòu)造。

3. 生產(chǎn)完全自動(dòng)化，提高了質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4. 觸點(diǎn)處理不同

傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器生產(chǎn)工藝：

1. 電極分開生產(chǎn)。

2. 用鉑絲連接。

3. 需要將鉑絲接到觸點(diǎn)管腳上。

4. 觸點(diǎn)管腳必須與酸性電解液隔離開。

固態(tài)電化學(xué)傳感器生產(chǎn)工藝：

1. 分層印制接線和電極。

2. 后一層是金，可以直接焊接。

7. 溫度相關(guān)性

對(duì)溫度相關(guān)性與普通的電化學(xué)傳感器不同。

通常，溫度變化也會(huì)改變空氣中的相對(duì)濕度。固體電解質(zhì)傳感器對(duì)濕度變化的調(diào)節(jié)很迅速。

傳感器非常小，因而在幾分鐘內(nèi)就適應(yīng)新溫度了。

O2傳感器所用所有材料適用于高達(dá)50oC低至-20oC下的傳感器。

基于下圖的數(shù)據(jù)得出的溫度系數(shù)是0.3%/℃。

8. 濕度相關(guān)性

固態(tài)電化學(xué)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)濕度范圍為15%-90%相對(duì)濕度之間，無(wú)冷凝。

在萬(wàn)一有冷凝的情況下，擴(kuò)散孔會(huì)被堵塞一小段時(shí)間。這種情況下由于沒有氧氣擴(kuò)散到測(cè)量電極傳感器測(cè)出的氧氣濃度是零。

傳感器本身不會(huì)發(fā)生濕度變化。

8. O2傳感器的使用壽命

這種傳感器由沒有使用時(shí)間限制的的材料制作而成。

對(duì)硅類材料不會(huì)中毒。

沒有消耗性的材料。

由于在傳感器的結(jié)構(gòu)中使用了持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的材料，因此傳感器的使用年限不是問題

9. 線性測(cè)試

這種傳感器僅用來(lái)檢測(cè)0-21%的氧氣。在這個(gè)范圍內(nèi)傳感器是線性的。

10. 靈敏度和反應(yīng)時(shí)間

由于傳感器體積很小所以反應(yīng)很靈敏。T90可以達(dá)到5秒以內(nèi)