氧气传感器作为一种典型的传感器,目前已经得到了广泛的应用,下面我们就氧气传感器的工作原理加以介绍。
进入传感器的氧气的流速取决于传感器顶部的毛细微孔的大小。当氧气到达工作电极时,它立刻被还原释放出氢氧根离子:
O2 + 2H2O + 4e- ">4OH-
这些氢氧根离子通过电解质到达阳极(铅),与铅发生氧化反应,生成对应的金属氧化物。
2Pb + 4OH- ">2PbO + 2H2O + 4e-
上述两个反应发生生成电流,电流大小相应地取决于氧气反应速度(法拉第定律),可外接一只已知电阻来测量产生的电势差,这样就可以准确测量出氧气的浓度。电化学反应中,铅极参与到氧化反应中,使得这些传感器具有一定的使用期限,一旦所有可利用的铅完全被氧化,传感器将停止运作。通常氧气传感器的使用寿命为1-2 年,但也可以通过增加阳极铅的含量或限制接触阳极的氧气量来延长传感器的使用寿命。
通过以上关于氧气传感器原理的分析介绍,希望对大家工作、学习有所帮助。