制氧机氧浓度检测方法

在目前检测氧浓度的方法中，有很多的方法都可以检测到氧气浓度，比如电化学、顺磁 氧、氧化锆方法及超声波流量浓度检测法。但用于制氧机行业的主要有氧化锆和超声波法。 氧化锆测氧法原理：稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。在氧化锆电解质(ZrO2 管)的两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极。检测方式是通过导引管，将被测气体导入氧化 锆检测室，再通过加热元件把氧化锆加热到工作温度（650℃以上）。氧化锆一般采用管状， 电极采用多孔铂电极。其优点是不受检测气体温度的影响，通过采用不同的导流管可以检测 各种温度气体中的氧含量，这种灵活性被运用在许多工业在线检测上。其缺点是反应时间慢； 结构复杂，容易影响检测精度；加热器一般用电炉丝加热，寿命不长。 超声波流量浓度原理：在充满流体的管道内，超声脉冲经流体传播，在顺流方向和逆流 方向有不同的传播时间，气体流速不同逆流和顺流的时间差就不同，通过时间差就能检测到 气体的流速。浓度的检测也是用同样的超声波脉冲，在二元气体的组分下，两种组分的浓度 比不同，超声脉冲在气体中的传播速度也不同。 电化学原理：电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号 来工作。典型的电化学传感器由传感电极（或工作电极）和反电极组成，并由一个薄电解层 隔开。 气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应，最终到达电极表面。通过电极 间连接的电阻器，与被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。测量该电流即可确定 气体浓度。 氧气浓度检测对比 超声波法 氧化锆 电化学 工作寿命 连续监测，无消耗，无 阻力，连续工作不低于5 年 1-3年寿命，核心传 感器是消耗品。传 感器长期工作在 650度，对，电炉丝 易损坏。 0.5-3年，不同厂家的产 品不一致。 流量检测 有（可以作为今后仪器 升级后数字显示流量的 技术储备） 无 无 温度影响 增加了温度传感器修 正，0-45度无影响。 传感器长期工作温 度650度，对样品气 的温度没有。 部分传感器带温度修 正。使用范围0-40度 标 定 没有任何消耗所以出厂 一次校准。 需要经常校准，锆 电池经常需要更 换，对用户和厂家 来说都是个负担 需要经常校准 检测范围 0-100%主要用于二元气 体，范围较窄，专门用 于制氧机行业或二元气 氛环境。 用途广泛 用途广泛 检测方式 连续监测，无消耗 不能完全连续监 测，通过旁路分流， 脉冲式监测。 最好不连续检测，否则 对电解池的电解液消耗 大，减少传感器寿命 结论： 三种传感器的检测氧气的方式各有优缺点，但在实际制氧机行业应用和测试中，超声波 氧气流量浓度传感器具有，寿命长、无消耗、免维护。尤其是免维护免校准，减少了最终用 户对仪器性能的疑问。其次连续检测，具有流量、浓度同时测量的特点，有助于今后仪器功 能的升级。比如今后流量、浓度数字显示。经过长期测试，超声波氧气浓度传感器是能够满 足制氧机的浓度检测需要。 氧化锆传感器虽然被用于英维康公司，但据相关厂家介绍，需要定期给最终用户邮寄氧 化锆电解池，售后服务工作很难做。并且据了解，英维康公司也在寻找更好的氧气传感器。 电化学传感器虽然检测精度最高，但寿命和经常需要校准的特点不适用于制氧机行业， 最终客户没有能力校准。所以不建议大规模运用。