当前位置: 主页 > 生物技术 > 实验技术与方法

氧传感器实际应用中的问题及解决方法

2006-02-23 15:16 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了电化学氧传感器在实际应用中面临的气候影响、寿命与可靠性以及残余电流等问题,并提出了相应的解决方法。针对温度、湿度和气压波动的影响,采用热敏电阻补偿和选择合适透气膜等措施;通过寿命试验和失效分析评估传感器可靠性;通过残流校正解决残余电流问题,确保测量精度。

电化学氧传感器在实际应用中面临气候影响、寿命与可靠性以及残余电流等问题。针对这些具体问题,我们采取了不同的方法加以解决。

1. 气候对氧传感器的影响:在正常情况下,气候条件的变化(温度、湿度和气压的波动)会对氧传感器性能的稳定性产生不同程度的影响。温度的变化会影响透氧膜的透氧率,从而影响扩散电流。通过热敏电阻补偿可以抵消一部分温度波动产生的偏差,使其变为原来的1/2~1/3。此外,部分氧传感器表面的透气膜对水气的粘附能力较强,其透氧量会随湿度升高而减少,导致传感器性能降低。因此,选择透气膜时应优先考虑对水气粘附力不强且粘附性稳定的材料。大气压波动会同步引起传感器性能波动,目前许多国家正在研究消除大气压波动影响的方法,例如利用池壁安装压力缓冲器,该缓冲器实质上是一张不透气的膜,通过其缓冲性可减少大气压波动的影响。

2. 化学氧传感器的寿命与可靠性:由于受电极结构、电解质材料及生产工艺的影响,电化学式氧传感器的可靠性偏低,难以满足使用要求。为客观反映传感器保持性能指标的能力,需分析和评价其可靠性,建立可靠度随时间变化的模型及特征参数间的关系。具体做法是从同批产品中随机抽样,先进行使用寿命试验,再根据试验数据进行寿命分布模型统计推断和失效分析。失效分析的主要指标包括灵敏度、测量范围和测量精度。根据企业标准Q/UN2585—298规定,当氧传感器测量精度<±1%时,灵敏度及测量范围的变化均可由测量精度反映。因此,寿命试验中的检测参数确定为测量精度,若传感器的测量精度超出±1%,即判定为失效。

3. 残余电流问题:当气样的含氧量为零时,传感器的扩散电流并不为零,该电流称为残余电流或漏电流(Ic)。在传感器状态较新且电解液纯洁时,Ic很小且可忽略。但随着使用过程中传感器被杂质污染及酸碱度变化,Ic逐渐增大,影响测量精度。因此,仪表设计中应设有残流校正功能(利用高纯氮气或氨气定期校正残流),以确保仪表在使用过程中保持高精度测量。

    发表评论