马拉松氧探头操作手册

MS1操作手册

一、介绍：

氧化锆传感元件提供了一种唯一的测量热元件体O2的方法。安装在一个探头上可以测量很低的O2浓度或是很大范围的氧浓度。这个探头允许一种就地测量，测量的方式用以热环境。

二、技术说明

碳测量是一种氧化锆的特别产品，设计用于在严酷的环境下操作，这种环境非常容易导致传感器过早的失效。

氮化锆传感物质是一个插头，它和一些低熔点物质一起被密封在一个铝管内。传感面的电接触是通过维持外壳空腔底部的压力来实现的。所以外壳是负极，而且是不能改变的。任何改变外鞘的行为都会使外鞘探头破坏掉并导致保质期无效。同时还提供周期性的燃碳装置，这是为了预防残碳的累计。请看第5部分第6页。

三、操作原则

外部电极暴露的气体内，如果探头温度在推荐的范围内，那么两极间会产生势差，依照两极间氧分压不同，根据公式：E=2.303（RT/4F）log10（P1/P2）（V）R—气体常数 1.987 cal/ C moll P1，P2—氧的分压（两极上）

T—绝对温度F—法拉第常数（23.060 al/V equiv.）

如果在一端的氧的分压已知那么通过势差就可以测出另外一端的氧的分压。

如果假设在炉内气氛中平衡状态占优势，那么有关碳传感的反应可以表现为：

CO<

同时响应的反应表现为：K=P O2*（Ac）/P co K—平衡温度常数

P O2，P co分压，Ac为碳的活度——与温度、势能相关联的热动力的数值。

如果用碳传感器O2的输出来替换，我们可以建立关于传感输出和碳活度的关系：

E=0.0992T R[log10(0.4577Ac/K/Pco)]MV

最终的等于：

E=0.0551T R[A-logPco+log10f(C%,T R)]+B

A、B—常数TR—绝对温度（）华氏度数表示的绝对温标）

f—碳活度，作为碳势和温度常数

四、操作范围

电池内阻即电极间的电解质阻抗会随温度上升而呈指数下降，所以我们推荐电导率的降低，会使电势测量值使用温在1300 F以上。

最大的承受温度受两个因素控制：a、在固体电解质内，低于理论值。b、外部电极退化。电传导的发生点是氧势和温度共同作用的。对氧化锆，它将发生在低氧浓度和高温下。当电传导开始时，它会随氧浓度降低而升高，随温度升高而升高。

推荐使用温度在1300 F~2100 F之间，最好是1850 F~2050 F。

五、拆包装：本手册所指的传感器非常脆弱，拆包和拿放时必须十分小心。

每一根从马拉松公司发出的都经过可靠的包装。

“这个包装应该保存，以便需要将探头寄回马拉松公司时使用”

包装包括一个外盒和一个内部有三个部分的传感器周围。

1. 氧化感器准确性标识

2. 氧探头

3. 操作手册

4. 保证卡

5. 燃尽装置

拆包装程序

1. 将包装放置在一个平的表面上

2. 从外盒顶部剪数据封条

3. 移开外盒的泡沫

4. 将氧探头小心取出

5. 依照安装图小心安装

6. 重新包装外盒以备寄回

“注意”：请填写保证卡，在安装时并寄出，这将延长你的保证期。这样闲置时间将不计在内。

六、安装：重要的说明

1. 保证氧探头水平

2. 氧探头应尽量靠近炉子主控热电偶

3. 氧探头应靠近不应有的接触（辐射管、加热器）等热源或风扇

4. 不应直接触载气的进口

5. 氧探头应放置在工作区的上1/3高度上

6. 氧探头在炉子上的安装孔1 寸

7. 保证安装孔中心线和氧探头中心线在一条线上

8. 安装与炉壳密封焊

9. 保证所有靠近探头外部安装均密封

10. 保证探头伸入炉内2"~6"。特氟龙密封胶带是比较好的材料

11. 插入速度1"/分种（抽出也一样），过快会导致热震动和失效

12. 用提供的特氟龙绝缘，防护信号线，仔细观察报性，不能将防护罩接在将

头上。

13. 将清洁的高温参比气管与探头参比气管联接起来

14. 参比气在探头的头上。

七、维修

探头不需机械维修。任何拆除行为均可导致不可修复的损坏和失效。

预防性维修

除了纠正的终端振动和机械震动源，我们几乎没有什么操作状况可以增长炉子和探头的寿命。

周期性燃烧：

长时间在高碳和高温环境下运行必会导致大多数炉子元件包括探头的破坏。我们推荐经常性的轻微燃烧会避免积碳的危害。“轻度”燃烧通常在1500~1600 F之间而且能够监测到是否完成：碳传感器输出降到200mv，并且在燃尽后在15分钟内不能开到250mv。这用一个简单的碳汽化或多功能碳汽化过程使用可以完成。燃尽时间根据每次不同，通常在60~90秒之间。

氧探头环境：

马拉松公司认识到用户很难负担起这样频繁的炉子燃烧，并且从1985年起，两项致力于发展在恶劣环境下能够延长氧探头的寿命的两项专利技术。

而意想不到的是：我们发现统计曲线的重现性及其在干扰后的恢复方面得到了显著提高。

第一点：这技术适用于运行条件下所有类型传感器。当在炉子操作温度气氛下在电气上短接两极时。因为氧化锆的唯一特性，电流被氧离子携带，而非电子。结果是激烈运动的新生氧反应在电极表面：消耗积碳，重新在电极上形成传导氧化膜。就是这种膜的破坏和电极的膨胀促成了，在碳传感器中传感电阻的缓慢增加，最近达到开放循环条件。

第二点：这种环境技术从根本上减少在开高碳点反应的内部的烟灰的生成，以提高和增大渗碳为代表。碳沉积是由于铝保护壳下镍的催化作用而增加的。这些烟灰的生

成可以减少探头表面和炉气的接触，并创造一个人的高碳势输出。控制者可以基于这种技术。减少富化气，导致一个低碳或无碳环境。通过增加探头与外壳之间环形面积的空气，随着相应程序，烟灰会消除。

下面的数字可以说明这两项技术在马拉松控制系统中提供的作用。除举例的控制系统的各个元件均可以从马拉松公司获得。例如：远程参比气和燃尽系统或是为用户安装的独立构件。

测量系统

曲型的氧探头可以用在任何高阻抗的测量系统。在操作温度下，传感器的阻抗一般是10K~50K欧姆。测量系统的输入阻抗一般是106欧或更高。

排查故障的检测表核实问题：

（1）探头测量系统与其它参照测量仪器的检测结果不符合。

仪表和电压检测

1. 探头热电偶的显示与炉子主探热电偶的测量误差范围在±25oF之间；

2. 将过程指标设定在合适的值上；

3. 氧压毫伏读数与数字电压表的读数差别，在±6MV。范围内数字电压表的直流精度

为0.5%，具有最小100M欧姆的阻抗输入；

4. 当一个探头导线没有连接到探头的终端时，探头终端的数字电压表的读数不会超

过2mV；

5. 当探头短接15秒后，在30秒内它会回到原始读数±10mV（用电压表测量）；

6. 连接线应当干净并具能很好地与氧探头的端子接触。

参比气检测：

1. 参比气由干净空气，无污染空气（非压缩空气）。如果有疑问，请挑选参比气气源；

2. 参比气量为0.5~1.0CFH。

3. 可将参比气管从探头上，取下并且将在水的杯子里产生气泡。（说明参比气确实

已供给探头）

4. 当仪器处于手动状态时，O2毫伏稳定输出，切断参比气供给30秒钟，不会影响

O2毫伏计显示少于5mV。

阻抗检测：

1. 当探头在1500 F最小值，阻抗检测值在0.1~50K欧姆之间。

2. 目测（通常每分钟移动探头1英寸远，如果炉子是热的）

1. 探头/外鞘结合表时没有明显的烟灰和积碳

2. 探头陶瓷外管是否完整无损

3. 整个外壳没有翘曲

你在市场上购买了最好的碳传感器，要想完全了解它的功能，请仔细阅读手册中的推荐。请首先将资料卡寄出，在你使用时。假如你的传感器过早损坏，请遵循以下步骤，我们会加快你的赔偿。

1. 仔细填写赔偿卡，介供给我们尽可能多的使用和损坏的信息，这样，我们可以加

快赔偿并提高我们的产品。

2. 附上赔偿卡，……

保质期——12个月

对于传感器，没有明确的或是隐含的保证，包括营销和使用的保证，由制造者或是代表处做出的，不包括：材料和专业厂对以下事项的承诺。

MS1作为制造者，保证在材料上和正常使用和装置下的不损坏。这种保证仅限于更换和维修。在此状况下，氧化锆碳测传感器此中列出的应该发生在保质期内。如果

过早发生损坏，传感器属于保证赔偿形式内必须返回MS1供货处。

MS1收到后会检查并显示出传感器的损坏和在何种状况下损害。在热震动和机械震动下的损坏不在保质范围内。还包括错误使用，粗心或事故。任何一支传感器都有一张使用保证为安装日开始。

当传感器在超温状态下使用，保证期将减小为

1850 F→1年

超过2050 F→没有保质期

附录A

氧探头自身清洁

实际状况：超过80%的氧探头电极的损坏源于过量积碳。

用空气燃烬积碳的方法作为氧探头的自身清洁是非常成功的，下列的条目均用于处理过程，按重要次序排列：

—燃烬的空气

—探头的周围空气循环

—积碳的位置和数量

当空气被迫进入探头鞘内，空气和炉气之间发生燃烧。这个反应的位置将自然地固定在一个平衡点上。通过观察探头鞘可以确定在哪里发生了燃烧。一个“燃点”标定在位置上。

当空气量改变，燃烧的界面也会改变。空气流量越大，探头外鞘的黑面越向外移动。

注意到界面前面的空气不含有效的氧，而界面后面的空气却含有氧。如果自由氧与固体碳反应，移动固体碳是非常有效的。这说明足量的空气被用于推支燃烧界面靠近探头电极，并且更好地轻微向上。为判别自由氧水平，用氧的MV输出值来解释。例如：在1700℉，下述值：

空气量要求一个给定的安装依赖于探头周围的炉气循环量。值环速率越大，需要的使燃烧界面远离探头的空气量越多。一个例子：20CFH在炉气循环下是不够的，而当负扇停止时，2CFH就足够的。

如果燃烧反应发生在探头末端，热电偶显示温度会开高200℉。一定要将探头末端温度保持在1850℉以下。否则，将会损坏探头。确定CFH空气量需依靠绘制探头燃烬空气和探头MV值的曲线关系。图4是一个曲型的数据曲线用于确定CFH的燃烬量。

在上述情形中，6~7CFH的空气量是合适的，因为这个量可以提供一个最低温度并

探头末端有一些自由氧。如果所需要的空气量变大，那么产品运行的界面可以预料：探头将重新定位燃点并且从炉气循环系统中提供更少的烟灰。

探头的燃烧大约迟续3~6分钟，操作频率依赖于碳的积累（连续炉运用大约每天3~6次）。极端的做法，在每次循环开始时，做一次燃尽。为检查效率，只需简单地把探头在燃烧后拿出并检查一下。

目录B

实测：大约80%的非保质期的氧探头返因MS1，只是简单地清理，检测恢复作用，再返回用户。

目前还没有一个明确的检测可以证明氧探头是绝对准确的。唯一的方法就是比较一根参比氧探头在同样的气氛下的读数。可以有许多种测试，其中的任何一种方法均可以证明探头是不准确的。

参比气检测：

氧探头检测准确性必需一个连续稳定的浪量，如果这个流量不连续，氧探头的输出会以20mV/min的速度下降，如果这个速度在20mV/min与200mV/min之间，或是变化的方向是向上的，探头可能已开裂，这将导致一个错误的读数。如果速度超过200mV/min，探头会破坏掉。氧探头的许多破损都源于热震动和从炉内移出时造成的。电极电阻检测：

氧探头的阻抗是电极接触表面的作用，使用的材料、温度。阻抗越小，电极接触表面越大。在温度1500℉时，阻抗低于50K欧是合适的，高的阻抗值表明有问题。新探头的阻抗值低于使用过一段时间的探头。高温时低于低温值。检测在低于1400℉（760℃）时无效。

电极反应时间检测

当氧探头短接时，测氧装置便转化成一个氧化泵。氧被从参比气电极侧传送到炉气侧。这个短接的电极将会建立一个自由的氧量。当取掉短接时，氧完全消散的时间和氧电极界面的气恢复到最初的成分的时间是非常重要的参数。

进行这项测试，需短接探头15秒。移动短接，测量恢复到原先毫伏读数99%的时间，如果在1500℉（816℃）以上，这个时间超过60秒，那么氧探头便是反应滞后并且在准确性有问题。

如果探头都通过了以上的测试，但仍存在问题，下一部便是取下并检查它进行物理的损坏或是固体碳（碳黑）污染，任何一种情况均会造成准确性问题。如果还未发现问题，返回MS1进行检查。

请注意！！！

如果你在你的碳头上的电缆连接上使用了插头，请阅读此文。

为了消除在安装你的氧探头时的混乱，电缆连接线布置和所有预留的探头如下所示：

销#1——传感器负（—）

销#2——传感器正（+）

销#3——热电偶负（—）

销#4——热电偶正（+）

请检查并保证你目前的连接线配置如上所示。

如果，插入快速接头，温度值为负值时，插入导线必须改变。

如果你还有关于这篇“注意”的问题，请电话：

注意：

你的氧探头已经修改为提供空扎燃尽。如果燃尽空气使用，代替插头传感器已用一个密封插头和压力接头填位。

下面的图表示了插头和接头的位置。

注：氧探头和外鞘完整的装配整体。不要试图拆开。你将使传感器失效并使保质期无效。在制造时，氧探头已经经过测试并且经历了高温，这使外鞘有些变色。

传感器将安装在炉子上，不要从仪一月连接到护罩，而将护罩和传感器的负端连接起来。氧探头通过炉子接地屏蔽线在仪表上不接地，而与探头的负极连接。

马拉松氧探头连接处的新设计

你的马拉松传感器目前装了一个多用电连接销，目的是提供其他牌子的传感器兼容性。目前热电偶的连接方式和传感器信号线有两种可供选择。

第一种：你可以直接通过传感器外壳上的金属孔连接原始终端块。只要简单地把现有的线从插孔移开，并连接你的线传感器终端块上。

第二种：你可以直接用你的带内螺纹的插头连接传感器外壳上的插座上。插座有两种形式：4个接线柱DIN标准插座或是防松的园形塑料旋转的插座，标准的用

4销DIN插座的连接如下图。而根据你的插头的不同，连接将是不同的。如

果有凝问，请询句销售部门。

然而，马拉松不推荐使用更多的连接，因为连接和维修是很困难的。我们推荐使用内部端子带作为安装你的传感器最合适的方式。

如果你需要这种连接方式，请在下次合同中注明。如果你想用内螺纹接头来接，也请与我们联系。

氧探头测量碳势原理

氧势法控制碳势原理 氧势法是利用ZrO2固体电解质，铂金丝氧电极组成的氧浓差电池（即氧探头），在高温下输出电压与炉气氧分压有一定的函数关系，间接控制炉气的碳势，氮势的方法。 1。氧势法控制碳势的原理： 在可控渗碳气氛中，微量氧有以下的平衡关系： []21 2CO C O =+ （1-1） []221 2CO C O =+ （1-2） 2221 2 H O H O =+ （1-3） 平衡时， 式（1-1）的平衡常数表达式： 2 12(11)o c CO p K a P -= g （1-3） 所以：2 (11)1 2CO c o P a K p -=g （1-4） 式中 (11)K -——（1-1）式的平衡常数，是温度的函数 CO P ，2O P ——炉气中的CO,O2的分压 c a ——碳在奥氏体钢中的活度，其数值可近似用/c p sat a C C =来表示。 sat C ——奥氏体钢中饱和碳浓度 p C ——炉气碳势 T ——绝对温度K 式（1-3），（1-4）有以下关系： 2 (11)1/2 CO P sat O P C K C P -= （1-5） (11)5870 lg 4.539K T --= - （1-6） 由上式公式可知，在一定温度下，碳势p C 可用21/2 /CO O P P 比值求得，这就是通过测试和控制21/2/CO O P P 的比值来控制碳势的理论基础。当炉气中CO P 变化不大时，可认为是一种常量时，碳势就可以通过测量炉气中的氧分压来控制碳势，这就是氧势法理论基础。

当式（1-2），（1-3）反应达到平衡时，则： 2 2 1 2(12)CO o CO p p K P -= g （1-7） 22 212(13)H o H O p p K P -= g （1-8） 所以： 22 1/2 (12)CO O CO P P K P -= (1-9) 22 2 1/2(13)H O O H P P K P -= (1-10) (12)14740 lg 4.521K T --= + (1-11) (13)12914 lg 2.871K T --=+ (1-12) 将（1-9），（1-10）两边取对数的下式： 2229480 lg 2lg 9.042CO O CO P P P T =--+ （1-13） 22225828 lg 2lg 5.742H O H O P P P T =-- + (1-14) 由式（1-13），（1-14）可见，当温度一定时，2O P 与2/CO CO P P 或22/H H O P P 有一定的函数关系。因此，用氧势法控制碳势有可能比红外线CO2法或露点法（2H O P ）更为合理，更为准确。 根据氧势定义，氧势与氧分压得关系由下式表示： 22ln O O RT P μ= （1-15） 即： 222.303lg O O RT P μ= （1-16） 式中： R ——气体常数， 8.314J/(mol*K) 2O μ——氧势 当氧势单位为KJ/mol 时，其表达式为： 220.019159lg O O T P μ= （KJ/mol ） （1-17）

宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法

宽带氧传感器的工作原理和常见故障的检查方法 发布时间: 2010-4-29 15:52 | 编辑: 汽车乐https://www.wendangku.net/doc/b53521726.html, | 查看: 1067次来源: 网络 随着汽车尾气排放限值要求的不断提高，传统的开关型氧传感器已不能满足需要，取而代之的是控制精度更高的线性宽带氧传感器(Universal Exhaust Gas Oxygen Sensor，简称UEGO)。氧传感器闭环控制调节发动机燃烧室内的混合汽，以实现最佳的三元催化转换器运行，从而满足排放限值的要求。为此，氧传感器闭环控制的任务是确保废气空燃比始终处于催化转换器的最佳工作点。氧传感器闭环控制只改变所要喷射的燃油质量、燃烧室内的空气质量，也就是说汽缸充气和点火正时均不受影响，因此氧传感器是用来帮助确定废气中氧含量而反映实际工况中的空燃比。控制单元内的氧传感器闭环控制必须通过所提供的信号来对混合汽的成分做出相应调整，控制过程很大程度上取决于氧传感器的属性。 宽带氧传感器能够提供准确的空燃比反馈信号给ECU，从而ECU精确地控制喷油时间，使汽缸内混合汽浓度始终保持理论空燃比值。宽带氧传感器的使用提高了ECU的控制精度，最大限度地发挥了三元催化器的作用，优化了发动机的性能，并可节省大约15％的燃油消耗，更加有效地降低了有害气体的排放。 宽带氧传感器通过检测发动机尾气排放中的氧含量，并向电子控制单元(ECU)输送相应的电压信号，反映空气燃油混合比的稀浓。ECU根据氧传感器传送的实际混合汽浓稀反馈信号而相应调节喷油脉宽，使发动机运行在最佳空燃比(λ=1)状态，从而为催化转换器的尾气处理创造理想的条件。如果混合汽太浓(λ<1)，必须减少喷油量，如果混合汽太稀(λ>1)，则要增加喷油量。 现代汽车发动机管理系统中，安装在催化转换器前的宽带氧传感器，称作控制氧传感器，安装在三元催化器的上游位置，监测尾气中氧的浓度，并将信息反馈给控制单元，用于调节喷油量，从而实现发动机的闭环控制，改善发动机的燃烧性能并减少有害气体的排放。根据OBD-Ⅱ规定，现代汽车必须对三元催化转换器效率进行持续监控，为此配有诊断氧传感器，安装在催化转换器的下游端。通过比较催化转换器上游和下游的传感器信号，可以确定催化转换器的效率。主要原因是由于控制氧传感器因老化，其向ECU输送的电压信号曲线会发生偏移，诊断氧传感器会检测控制氧传感器是否仍然处于最佳工作状态，然后ECU 就可计算出矫正偏移所需的补偿量。 由于老化而造成工作性能变差的氧传感器，也会影响燃油经济性的指标。老化的氧传感器提供给DME的混合汽浓度信号存在误差，将使DME控制单元在可燃混合汽形成的控制产生偏差，而造成燃油消耗的增加。表1是博世公司所做的氧传感器对燃油经济性影响的明细表。 一、宽带型氧传感器的分类及基本构造 根据氧传感器的制造材料不同，宽带型氧传感器可分为以ZrO2为基体的固化电解质型和利用氧化物半导体电阻变化型两大类；根据传感器的结构不同，宽带型氧传感又可分为电池型、临界电流型及泵电池型。 宽带型氧传感器的基本控制原理就是以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来。氧化锆型氧传感器有一特性，即当氧离子移动时会产生电动势。反之，若将电动势加在氧化锆组件上，即会造成氧离子的移动。根据此原理即可由发动机控制单元控制所想要的比例值。 构成宽带型氧传感器的组件有两个部分：一部分为感应室，另一部分是泵氧元。 感应室的一面与大气接触，而另一面是测试腔，通过扩散孔与排气接触，与普通氧化锆传感器一样，由于感应室两侧的氧含量不同而产生一个电动势。一般的氧化锆传感器将

氧传感器的功能及工作原理全解

氧传感器的功能及工作原理 氧传感器的功能 测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数λ=1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和NOX三种污染物都有最大的转化效率。 工作原理 氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用，其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 特点 抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。 氧传感器的常见故障 氧传感器中毒 氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的 汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使 用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于 过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时 就只能更换了。 积碳 由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或 尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。 氧传感器陶瓷碎裂 氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。 加热器电阻丝烧断

氧传感器的功能及工作原理

氧传感器的功能及工作原理 来源：一大把汽车电子圈 氧传感器的功能 测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据这一 信息实现以过量空气系数入=1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中H C、CO 和NOX 三种污染物都有最大的转化效率。 工作原理 氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用，其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21% ，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。 特点 抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。 氧传感器的常见故障 氧传感器中毒 氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。 积碳 由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU 不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。 氧传感器陶瓷碎裂 氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。 加热器电阻丝烧断 对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。 氧传感器内部线路断脱

血氧探头的工作原理

血氧探头定义 血氧探头,全称为血氧饱与度探头(英文SpO2 Sensor/SpO2 Probe),就是指将探头指套固定在病人指端,利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器,使用波长660 nm的红光与940 nm的近红外光作为射入光源,测定通过组织床的光传导强度,来计算血红蛋白浓度及血氧饱与度。通过SpO2监护,可以得到SpO2、脉率、脉搏波。应用于各种病人的血氧监护,通常另一端就是接心电监护仪。 血氧饱与度定义 血氧饱与度就是指血液中氧气的最大溶解度,血液中氧气结合主要就是靠血 红蛋白。一般情况下不会发生什么改变,但就是如果在一氧化碳含量较高的环境 下就会发生变化,造成一氧化碳中毒,也就就是煤气中毒,因为一氧化碳与血红蛋 白的亲与性很高,会优先与一氧化碳结合,从而造成血液中氧气含量降低发生危险。正常人体动脉血的血氧饱与度为98% 、静脉血为75%。 一般认为SpO2正常应不低于94%,在94%以下为供氧不足。有学者将 SpO2<90%定为低氧血症的标准,并认为当SpO2高于70%时准确性可达±2%,SpO2低于70%时则可有误差。临床上曾对数例病人的SpO2数值,与动脉血氧饱与度数值进行对照,认为SpO2读数可反映病人的呼吸功能,并在一定程度上*脉血氧的 变化。胸外科术后病人除个别病例临床症状与数值不符需作血气分析外,常规应用脉搏血氧饱与度监测,可为临床观察病情变化提供有意义的指标,避免了病人 反复采血,也减少护士的工作量,值得推广。 血氧探头工作原理 1、功能与原理 脉搏血氧饱与度SpO2指的就是血氧含量与血氧容量的百分比值。SpO2作为一种无创的、反应快速的、安全的、可靠的连续监测指标,已经得到公认。 目前在麻醉、手术以及PACU与ICU中得以广泛使用。根据氧合血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)在红光与红外光区域的光谱特性,可知在红光区(600～ 700nm)HbO2与Hb的吸收差别很大,血液的光吸收程度与光散射程度极大地依赖 于血氧饱与度;而在红外光谱区(800～1000nm),则吸收差别较大,血液的光吸收 程度与光散射程度主要与血红蛋白含量有关,所以,HbO2与Hb的含量不同吸收光谱也不同,因此血氧饱与度仪血液导管中的血无论就是动脉血还就是静脉血饱与 度仪均能根据HbO2与Hb的含量准确地反映出血氧饱与度。 血液在波长660nm附近与900nm附近反射之比(ρ660/900)最敏感地反映出 血氧饱与度的变化,临床一般血氧饱与度仪(如泰嘉电子Taijia饱与度仪、脉搏血氧仪)也采用该比值作为变量。在光传导的途径上,除动脉血血红蛋白吸收光外,其她组织(如皮肤、软组织、静脉血与毛细血管血液)也可吸收光。但入射光经过手指或耳垂时,光可被搏动性血液与其她组织同时吸收,但两者吸收的光强度就 是不同的,搏动性动脉血吸收的光强度(AC)随着动脉压力波的变化而改变。而其

氧传感器工作原理

氧探头工作原理 氧探头又称氧化锆浓差电池，它的工作原理(见示意图)是：以高温氧化锆作固体电解质，在高温下若电解质两侧氧浓度不同时，便形成氧浓差电池。浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量浓差电势来测量另一侧的氧含量。 氧化锆固体电解质是在氧化锆（ZrO2）中掺入一定数量的氧化钙（CaO）,经高温焙烧而成。在氧化锆电介质的内外壁上用高温烧结(或压紧)的方法附上不易氧化的多孔性（网状）白金电极和电极（丝）引线。经过上述掺杂和焙烧而成的氧化锆，其晶型为稳定的立方晶体，晶体中部分四价锆离子被二价钙离子所取代而形成氧离子空穴。由于氧离子空穴的存在，在600-1200℃高温下，这种氧化锆材料就成为对氧离子有良好的传导性的固体电解质。在氧化锆两侧氧浓度不等时，浓度大的一侧的氧原子在该侧的表面电极上结合两个电子形成氧离子（1/2 O2+2e- - O-）,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧运动，当到达低浓度一侧时，便在该侧电极上释放两个电子并结合成氧分子放出（O- -1/2 O2+2e-）,于是在高氧侧和低氧侧电极上分别造成正负电荷积累，产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到平衡为止，从而形成氧浓差电池。 氧探头在可空气氛加热炉中使用的药店及常见故障 1.在可控气氛加热炉中氧探头的使用要点 （1）氧探头属于一种高精度、高灵敏的传感器，其核心元件氧化锆头是球状或管状结构陶瓷件，很容易受冲击破碎。在新的氧探头使用前，应仔细检查氧探头是否受过碰撞，氧探头是否有弯曲，氧探头外管有无裂纹，探头部位氧化锆是否有裂纹或破裂、或有陶瓷装碎片；轻轻摇动氧探头，听听氧探头内部是否有响声。如有响声，可能是氧探头的氧化锆已经破裂。 （2）氧探头在安装时要注意安装位置插入炉膛50-100mm，安装在炉气较稳定的区域内。不要靠近各种渗剂的滴注口、分扇附近；不要安装在炉内口、角落、震动大的部位。如安装在井式炉炉盖等处时，应在氧探头前端家保护套并注意气氛流通良好。 （3）注意氧探头安装座与炉壳保持良好的密封性，不要漏气。氧探头联线使用屏蔽信号线，防止信号干扰。 （4）氧探头最好在室温装入炉内，随炉升温到使用温度，避免急冷、急热。安装时注意轻拿轻放。如遇特殊情况，在高温状态下需要拔出或插入氧探头时，拔出或插入速度控制在30mm/min以内，并且在氧探头拔出加热炉时，应停供可燃气氛，降低炉压，以避免高温氧探头拔出引燃气氛被火苗烫伤。 （5）初次使用氧探头，需对氧探头进行预渗碳8-24h,建议不要在新炉刚开始预渗碳时就安装氧探头。因为在新炉预渗碳时，炉中可能还存在较多水分等杂质，气氛不稳定，会对氧探头的使用造成不良影响；一般在新加热炉烘炉结束，用甲醇预渗碳24h以上再安装氧探

氧传感器的工作原理与检测方法

氧传感器的工作原理与检测方法!!! 氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三效催化转化器之前，用于测量废气中的氧含 量。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发动机电控单元 （ECU），ECU 指令喷油器增加喷油量；如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ECU 指 令喷油器减少喷油量，从而帮助ECU 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近。因此， 氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部 件。 1 氧传感器是一种热敏电压型传感器 氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单 元（ECU）的，因此判断氧传感器性能的主要方法是检测氧传感器输出的信号电压值及其波 动的范围和波动的频率。另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此， 检测氧传感器前，必须对发动机充分预热，在氧传感器达到正常工作温度300℃~350℃以后

才能进行检测，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号； 若发动机的排气温度超过800℃，氧传感器的控制也将中断。 目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传 感器不带加热器，要依*废气预热，温度超过300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器， 其加热电阻的阻值一般为5Ω~7Ω。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快 速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。 2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法” 所谓“时域判定法”，是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的 范围、频率是否符合标准值，如果不发生这种变化，自诊断系统即确认其有故障。 氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V ~1.0V，并且在这个范围内快速波动，其波动频率 标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V ~0.3V 之间波动时，ECU 判定为混合 气偏稀；当氧传感器的信号电压在0.6 V ~0.9V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏浓；当信 号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有

血氧探头的工作原理

血氧探头，全称为血氧饱和度探头（英文SpO2 Sensor/SpO2 Probe），是指将探头指套固定在病人指端，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，使用波长660 nm的红光和940 nm的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度。通过SpO2监护，可以得到SpO2脉率、脉搏波。应用于各种病人的血氧监护，通常另一端是接心电监护仪。 血氧饱和度定义 血氧饱和度是指血液中氧气的最大溶解度，血液中氧气结合主要是靠血红蛋白。一般情况下不会发生什么改变，但是如果在一氧化碳含量较高的环境下就会发生变化，造成一氧化碳中毒，也就是煤气中毒，因为一氧化碳与血红蛋白的亲和性很高, 会优先与一氧化碳结合，从而造成血液中氧气含量降低发生危险。正常人体动脉血的血氧饱和度为98% 、静脉血为75%。 一般认为SpO2正常应不低于94%在94%以下为供氧不足。有学者将 SpO2<90定为低氧血症的标准，并认为当SpO2高于70%寸准确性可达± 2% SpO2 低于70%寸则可有误差。临床上曾对数例病人的SpO2数值，与动脉血氧饱和度数值进行对照，认为SpO2读数可反映病人的呼吸功能，并在一定程度上*脉血氧的变化。胸外科术后病人除个别病例临床症状与数值不符需作血气分析外，常规应用脉搏血氧饱和度监测，可为临床观察病情变化提供有意义的指标，避免了病人反复采血，也减少护士的工作量，值得推广。 血氧探头工作原理 1、功能与原理 脉搏血氧饱和度SpO2指的是血氧含量与血氧容量的百分比值。SpO2作为一种无创的、反应快速的、安全的、可靠的连续监测指标，已经得到公认。 目前在麻醉、手术以及PACU口ICU中得以广泛使用。根据氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白（Hb）在红光和红外光区域的光谱特性，可知在红光区（600? 700nm）HbO和Hb的吸收差别很大，血液的光吸收程度和光散射程度极大地依赖于血氧饱和度；而在红外光谱区（800?1000nm）,则吸收差别较大，血液的光吸收程度和光散射程度主要与血红蛋白含量有关，所以，HbO2和Hb的含量不同吸 收光谱也不同，因此血氧饱和度仪血液导管中的血无论是动脉血还是静脉血饱和度仪均能根据HbO2和Hb的含量准确地反映出血氧饱和度。 血液在波长660nm附近和900nm附近反射之比（p 660/900）最敏感地反映出血氧饱和度的变化，临床一般血氧饱和度仪（如泰嘉电子Taijia 饱和度仪、脉搏血氧仪）也采用该比值作为变量。在光传导的途径上，除动脉血血红蛋白吸收光外，其他组织（如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液）也可吸收光。但入射光经过手指或耳垂时，光可被搏动性血液和其他组织同时吸收，但两者吸收的光强度是不同的，搏动性动脉血吸收的光强度（AC随着动脉压力波的变化而改变。而其他组织吸收的光强度（DC不随搏动和时间而改变，由此，就可计算出在两 个波长中的光吸收比率R R=（AC660/DC660）/（AC940/DC940） R与SpO2呈负相

氧化锆氧传感器工作原理

氧化锆氧传感器工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

第一部分氧化锆氧传感器工作原理 一、产品简介： 氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。 二、氧传感器工作原理： 氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特(Nernst)方程： 式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为： 式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。 第二部分 HMP系列氧传感器 一．HMP氧传感器基本结构： HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向，这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下： 零点误差：￡±0.2mv ；交流电阻（1500赫兹）：（700℃）￡100 千欧；（1100℃）￡ 5 千欧。响应时间（700-1300℃）：￡1秒 二．HMP氧传感器采样、维护方式： HMP氧传感器采用气氛自导流方式，导入被检测气氛，考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管，请参考图3。

几种氧分析仪原理及应用

1、电化学氧分析仪： 相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性，可以被电化学氧化或者还原。利用这些反应，可以分辨气体成份、检测气体浓度。电化学气体传感器分很多子类： （1）原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等。 （2）恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析的传感器。这种传感器已经成功地用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。 （3）浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。 （4）极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。 目前这种传感器的主要供应商遍布全世界，主要在德国、日本、美国，最近新加入几个欧洲供应商：英国、瑞士等。 2、顺磁式氧分析仪： 顺磁式氧分析仪：根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多，在磁场中具有极高的顺磁特性的原理制成的一种测量气体中含氧量的分析仪器。顺磁式氧分析仪，也可叫做磁效应式氧分析仪、或磁式氧分析仪，我们通常通称为磁氧分析仪。它一般分为热磁对流式、压力机械式和磁压力式氧分析仪三种。 物质的磁特性：任何物质在外界磁场的作用下都会被磁化，呈现出一定的磁特性。物质在外加磁场中被磁化，其本身就会产生一个附加磁场，附加磁场与外磁场方向相同时，该物质就被外磁场吸引；附加磁场与外磁场方向相反时，则被外磁场排斥。因此，我们通常会将被外磁场吸引的物质称为顺磁性物质，或者说该物质具有顺磁性；而把被磁场排斥的物质称为逆磁性物质，或者说该物质具有逆磁性。气体介质处于磁场中也会被磁化，我们根据气体组分对磁场的吸引和排斥的不同，也将气体分为顺磁性和逆磁性。顺磁性气体有：O2、NO、NO2等；逆磁性气体有：H2、N2、CO2、CH4等。 磁性氧气传感器是磁性氧气分析仪的核心，但是目前也已经实现了“传感器化”进程。这种传感器只能用于氧气的检测，选择性极好。大气环境中只有氮氧化物能够产生微小的影响，但是由于这些干扰气体的含量往往很少，所以，磁氧分析技术的选择性几乎是唯一的！ 当然磁氧根据传感器类型，又分为磁力机械式，热磁式氧分析仪，热磁式市场售价略低，

电化学式氧传感器原理

氧气传感器 概况 所有的氧气传感器都是自身供电，有限扩散，其金属-空气型电池由空气阴极，阳极和电解液组成。 氧气传感器简单来说是一个密封容器（金属的或塑料的容器），它里面包含有两个电极：阴极是涂有活性催化剂的一片PTFE（聚四氟乙烯），阳极是一个铅块。这个密封容器只在顶部有一个毛细微孔，允许氧气通过进入工作电极。两个电极通过集电器被连接到传感器表面突出的两个引脚，而传感器通过这两个触角被连接到所应用的设备上。传感器内充满电解质溶液，使不同种离子 得以在电极之间交换（参见图1）。 Figure 1 - Schematic of oxygen sensor. 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。 毛细微孔氧传感器和分压氧传感器 城市技术生产的氧气传感器根据进入传感器的氧气的扩散方式的不同分为两种，一种是在传感器顶部设有一毛细微孔，而另一种设有一层固体薄膜允许气体通过。细孔传感器测量的是氧气浓度，而固体薄膜传感器测量的是氧气的分压。 细孔传感器产生的电流反映的是被测氧气的体积百分比浓度，与气体总压力无关。但当氧气压力瞬间发生变化时，传感器会产生一个瞬间电流，如果没有控制好就会出现问题。同样的问题在传感器受到重复压力脉冲时也会出现，例如进入传感器的气体是抽 运式的。对这个现象的解释如下所示： 压力瞬变 当细孔氧气传感器遇到急剧增压或减压，气体将被迫通过细孔栅板（大流量）。气体的增加（或减少）产生了一个瞬变电流信号。一旦情况重新稳定不再有压力脉冲，瞬变即告结束。此类瞬变可以通过仪器报警，这样CityTech就可以努力寻求解决方案以减 小压力影响。 所有城市技术的细孔氧气传感器都采用了抗大流量机制，见图2。根本上来说，可以增加一个PTFE 抗大流量薄膜来减弱压力变化带来的瞬变影响。这层薄膜用一个金属盖或塑料盖紧紧固定在细孔上，这个设计可以很大程度上减少信号的瞬间变化影响。 Figure 2 - Bulk Flow Membrane on Capillary Sensor 但某些压力变化产生的瞬变力量超过了这种设计允许的范围，特别是使用抽取式仪器对传感器输送气体的设备。某些泵产生的气体对CiTiceL 氧传感器造成持续的压力脉冲，人为地增强了信号。在这种情况下，有必要在传感器外设计一个气体膨胀室减 小对传感器的压力脉冲。 部分分压型氧传感器 毛细微孔控制气体扩散并不是控制氧气进入传感器的唯一方法，我们还可以使用一个非常薄的塑料薄膜覆盖在传感器顶部，使氧 气分子分散之后再能进入传感器（图3）。 Figure 3 - Solid Membrane (partial pressure) oxygen sensor

氧传感器的工作原理与检测方法

氧传感器的工作原理与检测方法 氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三效催化转化器之前，用于测量废气中的氧含量。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发动机电控单元（ECU），ECU 指令喷油器增加喷油量；如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ECU 指令喷油器减少喷油量，从而帮助ECU 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近。因此，氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部件。 1 氧传感器是一种热敏电压型传感器 氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单元（ECU）的，因此判断氧传感器性能的主要方法是检测氧传感器输出的信号电压值及其波动的范围和波动的频率。另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此，检测氧传感器前，必须对发动机充分预热，在氧传感器达到正常工作温度300℃ ~350℃以后才能进行检测，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号；若发动机的排气温度超过800℃，氧传感器的控制也将中断。目前有的车型采用主、副2 个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传感器不带加热器，要依*废气预热，温度超过

300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器，其加热电阻的阻值一般为5Ω~7Ω。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。 2 氧传感器的故障确认采取“时域判定法” 所谓“时域判定法”，是指某传感器的输出信号是否在一定的时间内发生变化以及变化的范围、频率是否符合标准值，如果不发生这种变化，自诊断系统即确认其有故障。氧传感器提供的信号电压标准为0.1 V ~1.0V，并且在这个范围内快速波动，其波动频率标准为30 次/min。当氧传感器输出的信号电压在0.1 V ~0.3V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏稀；当氧传感器的信号电压在0.6 V ~0.9V 之间波动时，ECU 判定为混合气偏浓；当信号电压为0.45V 左右时属最佳。如果氧传感器在一定的时间内没有0.45V 左右的基准信号电压输出，或者信号电压波动的频率不符合标准，即确认氧传感器已经失效。正因为如此，检测氧传感器的反馈信号，目前没有其他设备比示波器更加快捷和有效。 3 氧传感器是一种多元故障的“报警器” 氧传感器及其线路发生的故障会被电控单元（ECU）存储并且报警。一旦氧传感器输入ECU 的信号电压＜0.45 V，或者信号电压波动的频率＜20 次/min 时，ECU 就判定为可燃混

血氧探头的工作原理

血氧探头定义 血氧探头，全称为血氧饱和度探头（英文SpO2 Sensor/SpO2 Probe），是指将探头指套固定在病人指端，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，使用波长660 nm的红光和940 nm的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度。通过SpO2监护，可以得到SpO2、脉率、脉搏波。应用于各种病人的血氧监护，通常另一端是接心电监护仪。 血氧饱和度定义 血氧饱和度是指血液中氧气的最大溶解度，血液中氧气结合主要是靠血红蛋白。一般情况下不会发生什么改变，但是如果在一氧化碳含量较高的环境下就会发生变化，造成一氧化碳中毒，也就是煤气中毒，因为一氧化碳与血红蛋白的亲和性很高,会优先与一氧化碳结合，从而造成血液中氧气含量降低发生危险。正常人体动脉血的血氧饱和度为98% 、静脉血为75%。 一般认为SpO2正常应不低于94%，在94%以下为供氧不足。有学者将 SpO2<90%定为低氧血症的标准，并认为当SpO2高于70%时准确性可达±2%，SpO2低于70%时则可有误差。临床上曾对数例病人的SpO2数值，与动脉血氧饱和度数值进行对照，认为SpO2读数可反映病人的呼吸功能，并在一定程度上*脉血氧的变化。胸外科术后病人除个别病例临床症状与数值不符需作血气分析外，常规应用脉搏血氧饱和度监测，可为临床观察病情变化提供有意义的指标，避免了病人反复采血，也减少护士的工作量，值得推广。 血氧探头工作原理 1、功能与原理 脉搏血氧饱和度SpO2指的是血氧含量与血氧容量的百分比值。SpO2作为一种无创的、反应快速的、安全的、可靠的连续监测指标，已经得到公认。 目前在麻醉、手术以及PACU和ICU中得以广泛使用。根据氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)在红光和红外光区域的光谱特性，可知在红光区(600～ 700nm)HbO2和Hb的吸收差别很大，血液的光吸收程度和光散射程度极大地依赖于血氧饱和度；而在红外光谱区(800～1000nm)，则吸收差别较大，血液的光吸收程度和光散射程度主要与血红蛋白含量有关，所以，HbO2和Hb的含量不同吸收光谱也不同，因此血氧饱和度仪血液导管中的血无论是动脉血还是静脉血饱和度仪均能根据HbO2和Hb的含量准确地反映出血氧饱和度。 血液在波长660nm附近和900nm附近反射之比(ρ660/900)最敏感地反映出血氧饱和度的变化，临床一般血氧饱和度仪(如泰嘉电子Taijia饱和度仪、脉搏血氧仪)也采用该比值作为变量。在光传导的途径上，除动脉血血红蛋白吸收光外，其他组织（如皮肤、软组织、静脉血和毛细血管血液）也可吸收光。但入射光经过手指或耳垂时，光可被搏动性血液和其他组织同时吸收，但两者吸收的光强度是不同的，搏动性动脉血吸收的光强度（AC）随着动脉压力波的变化而改变。

血氧饱和度探头检测的基本原理

血氧饱和度探头检测的基本原理 氧是维系人类生命的基础，心脏的收缩和舒张使得人体的血液脉动地流过 肺部，一定量的还原血红蛋白(HbR)与肺部中摄取的氧气结合成氧和血红蛋白(HbO2)，另有约2%的氧溶解在血浆里。这些血液通过动脉一直输送到毛细血管，然后在毛细血管中将氧释放，以维持组织细胞的新陈代谢。血氧饱和度(血氧探头)(SO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红 蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。而功能性氧饱和度为HbO2浓度与HbO2 Hb浓度之比，有别于氧合血红蛋白所占百分数。因此，监测动脉血氧饱和度(血氧探头)(SaO2)可以对肺的氧合和血红 蛋白携氧能力进行估计。 1、血氧饱和度检测分类 血氧浓度的测量通常分为电化学法和光学法两类。 传统的电化学法血氧饱和度测量要先进行人体采血(最常采用的是取动脉血)，再利用血气分析仪进行电化学分析，在数分钟内测得动脉氧分压(PaO2)，并计算出动脉血氧饱和度(SaO2)。由于这种方法需要动脉穿刺或者插管，给病 人造成痛苦，且不能连续监测，因此当处于危险状况时，就不易使病人得到及 时的治疗。电化学法的优点是测量结果精确可靠，缺点是比较麻烦，且不能进 行连续的监测，是一种有损伤的血氧测定法。 光学法是一种克服了电化学法的缺点的新型光学测量方法，它是一种连续 无损伤血氧测量方法，可用于急救病房、手术室、恢复室和睡眠研究中。目前 采用最多的是脉搏血氧测定法(Pulse Oximetry)，其原理是检测血液对光吸收 量的变化，测量氧合血红蛋白(Hb02)占全部血红蛋白(Hb)的百分比，从而直接 求得SO2。该方法的优点是可以做到对人体连续无损伤测量，且仪器使用简单 方便，所以它已得到越来越普遍的重视。缺点是测量精度比电化学法低，非凡 是在血氧值较低时产生的误差较大。先后出现了耳式血氧计，多波长血氧计及 新近问世的脉搏式血氧计。最新的脉搏式血氧计的测量误差已经可以控制在1%

氧化锆氧传感器工作原理

第一部分氧化锆氧传感器工作原理?一、产品简介: 氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势,由化学平衡原理计算出对应的氧浓度,达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制.它是目前最佳的燃烧气氛测量方式,具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量,又可缩短生产周期,节约能源。 二、氧传感器工作原理：??氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。在一定的温度条件下,如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压（即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。这时通过二氧化锆两侧的引出电极,可测到稳定的毫伏级信号,我们称之为氧电势。它服从能斯特（Ｎernst)方程:?式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Ｔk为炉内的绝对温度(K）,P1和Ｐ2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压.实际应用时,将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气)，我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛,详见图1。氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时,可表示为： ??式中Ｅ为氧传感器输出氧电势;Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。?我们的氧传感器产品带有自加热装置,一般温度保证在700℃,这样ＴK数值基本是恒定的,从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E 和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法. 第二部分HMP系列氧传感器?一．HＭP氧传感器基本结构：?ＨMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器(详见图2),该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度,并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。安装该探头需要调整引导板方向，尽量使引导板正对气流方向,这样才能形成对检测气氛的气体自导流。进口氧化锆氧传感器典型性能特性如下: 零点误差:￡±0。2ｍv ;交流电阻(15０0赫兹):(7０0℃）￡100千欧;（1100℃)￡ 5 千欧.响应时间（700—1300℃）:￡1秒 ?二.ＨMＰ氧传感器采样、维护方式: ?ＨMＰ氧传感器采用气氛自导流方式,导入被检测气氛,考虑工程现场的环境因数，设计有吹扫清除通道，可方便地对采样引导管道进行吹扫工作，以避免炉内或管道内的灰尘、煤灰、油杂质等等堵塞采样管,请参考图3。?三．技术性能：使用温度:室温～１1００℃；氧电势显示范围：－５0~１2４0mV； 氧电势输出精度:±0。5mＶ; 响应时间：≤1秒; 正常使用使用寿命：≥18个月。???第三部分氧传感器的安装?合理的安装是保证氧传感器可靠运行的关键，许多使用问题均由于氧传感器安装不当造成的,希望用户一定要特别注意这一点，安装氧传感器请尽量考虑氧传感器的安装要求：?一、采样测量点:?确定测量点是首要的工作。应遵循如下几项原则： （1) 选择的测量点要求能正确反映所需要的炉内气氛,以保证氧传感器输出信号的真实性，尽量避开回风死角； (2) 测量点不可太靠近燃烧点或喷头等部位,这些部位气氛处于剧烈反应中，会造成氧传感器检测值剧烈波动失真;也不要过于靠近风机等产气设备，以免电机的震动冲刷损坏传感器;?（3)避免放在可能碰撞的位置，以免碰撞损坏探头,保证传感器的安全;

氧探头测量碳势原理

氧势法控制碳势原理 氧势法是利用ZrO2固体电解质，铂金丝氧电极组成的氧浓差电池（即氧探头）， 在高温下输出电压与炉气氧分压有一定的函数关系， 的方法。 1。氧势法控制碳势的原理： 在可控渗碳气氛中，微量氧有以下的平衡关系: CO C 2°2 (1-1) CO 2 C (1-2) H 2O H 2 1 。2 (1-3) 式中K （1 1）——（ 1-1）式的平衡常数，是温度的函数 P C O ，P O 2 ――炉气中的CO,O2的分压 由上式公式可知，在一定温度下，碳势 C p 可用p c O /F O 22比值求得，这就 是通过测试和控制P CO /F O ：2的比值来控制碳势的理论基础。当炉气中 F C O 变化不 大时，可认为是一种常量时，碳势就可以通过测量炉气中的氧分压来控制碳势, 这就是氧势法理论基础。 间接控制炉气的碳势，氮势 平衡时，式（1-1）的平衡常数表达式: 1 K 里a K （1 1） P a c ■（CO F C O P O 2 所以：a c K （1 1） (1-3) (1-4) a c ——碳在奥氏体钢中的活度，其数值可近似用 a c C p / C sat 来表示。 C sat ――奥氏体钢中饱和碳浓度 C P ――炉气碳势 T ――绝对温度K 式（1-3），（ 1-4）有以下关 系: C P K （1 1）C sat pp °2 (1-5) lg K (1 1) -5870 4.539 (1-6)

当式（1-2）, （1-3）反应达到平衡时，则: 由式（1-13），（ 1-14）可见，当温度一定时，P O 2与P CO / F C O 2或P H 2 / P H 2O 有一定的 函数关系。因此，用氧势法控制碳势有可能比红外线 更为合理，更为准确。 根据氧势定义，氧势与氧分压得关系由下式表示： O 2 RTl nP °2 （ 1-15） 即： O 2 2.303RT lg P O , （ 1-16） 式中：R ——气体常数， 8.314J/（mol*K ） 02 ——氧势 当氧势单位为KJ/mol 时，其表达式为： O 2 0.019159T lg F 02 ( KJ/mol ) K (1 2) (1-7) 所以: (1-8) P H 2 lg K (1 2) lg K (1 3) 14740 12914 T 4.521 2.871 将（1-9）, （1-10）两边取对数的下式: lg F O 2 F Co 2lg P CO 2 29480 T 9.042 lg F O 2 F H 2时 H ' H 2 O 25828 T 5.742 (1-9) (1-10) (1-11) (1-12) (1-13) (1-14) CO2法或露点法（P H 2O ） (1-17) 1 P co| P ：2 Ft 。？ 1 P H 2 。 K (1 3) F H 2 O K (1 3)