進(jìn)口氧傳感器種類很多，現(xiàn)在研究zui多的是氣體氧傳感器，進(jìn)口氧傳感器用于測(cè)量氣相中氧的濃度或氧分壓，還有用來(lái)測(cè)量水中溶解氧濃度的溶氧分析儀等其它類型。這些氧傳感器結(jié)構(gòu)不同，但均采用電化學(xué)原理。

 

　　1 、氣體氧傳感器

 

　　這種進(jìn)口氧傳感器基本上分為兩大類，一類是固體電解質(zhì)氧傳感器。以二氧化鋯氧傳感器為例，它以對(duì)氧離子有較高導(dǎo)電能力的 ZrO 2 作基質(zhì)，兩面設(shè)有對(duì)氧有催化還原作用的鉑電極，將其置于含氧的參比氣體和待測(cè)氣體中。按能斯特公式測(cè)得此電池電動(dòng)勢(shì)E及已知參比氣體中氧的分壓 PO2 ，即可求得待測(cè)氣體中氧含量。

 

　　由于電池電動(dòng)勢(shì)E與待測(cè)氣體中氧含量成對(duì)數(shù)關(guān)系，故信號(hào)不易處理，研究者在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，又研制成了極限電流型氧傳感器。它是靠外加電壓驅(qū)動(dòng)電池反應(yīng)的，當(dāng)外電壓增至某一值時(shí)，氣相氧擴(kuò)散至電極表面的速度跟不上電極還原反應(yīng)的速度，回流中出現(xiàn)飽和的電流值，此電流不隨外加電壓增大而增加，被稱為極限電流，其大小與氧濃度呈線性關(guān)系。此類傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、信號(hào)易于處理、不帶有參比氣體和易于微型化的優(yōu)點(diǎn)，已成功地用于汽車乏氧檢測(cè)中，節(jié)能效果很顯著。

 

　　另一大類為催化電化學(xué)氧傳感器，進(jìn)口氧傳感器是根據(jù)與氧氣有關(guān)的催化電極的反應(yīng)來(lái)測(cè)定待測(cè)氣氛中氧濃度的。進(jìn)口氧傳感器也有兩種型號(hào)：一種為電極恒電位電解式，另一種為原電池型氧傳感器，兩者都以對(duì)氧有催化還原活性的金屬為陰極，以不能極化的金屬，（如 Pb 、 Cu 、 Cd 等）為陽(yáng)極，電解質(zhì)一般。

 

　　采用堿或酸及其鹽的溶液。近幾年來(lái)，隨著實(shí)際應(yīng)用的要求，這兩種氧傳感器都在向兩電極系統(tǒng)方向發(fā)展，尤其是利用透氧高分子薄膜來(lái)測(cè)定氣體中或溶液中氧濃度的隔膜型氧傳感器發(fā)展zui迅速。

 

　　2 、測(cè)量溶解氧的濃度的進(jìn)口氧傳感器

 

　　進(jìn)口氧傳感器是指溶解在水中的氧氣，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測(cè)水質(zhì)和環(huán)境污染程度的重要指標(biāo)。用 傳統(tǒng)的化學(xué)法（如量滴定法）測(cè)定水溶液中的溶解氧很費(fèi)時(shí)的，且成本高，不能連續(xù)測(cè)量 ，而用滴汞電極的極譜分析zui為簡(jiǎn)單。但是， DME 的一些特性又影響了它在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物介質(zhì)中就失效。這種電極利用 膜可滲透氧但不能滲透水和有機(jī)及無(wú)機(jī)溶質(zhì)的原理，保護(hù)電極不與這類還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。

 

　　進(jìn)口氧傳感器種類很多，現(xiàn)在研究zui多的是氣體氧傳感器，進(jìn)口氧傳感器用于測(cè)量氣相中氧的濃度或氧分壓，還有用來(lái)測(cè)量水中溶解氧濃度的溶氧分析儀等其它類型。這些氧傳感器結(jié)構(gòu)不同，但均采用電化學(xué)原理。

 

　　1 、氣體氧傳感器

 

　　這種進(jìn)口氧傳感器基本上分為兩大類，一類是固體電解質(zhì)氧傳感器。以二氧化鋯氧傳感器為例，它以對(duì)氧離子有較高導(dǎo)電能力的 ZrO 2 作基質(zhì)，兩面設(shè)有對(duì)氧有催化還原作用的鉑電極，將其置于含氧的參比氣體和待測(cè)氣體中。按能斯特公式測(cè)得此電池電動(dòng)勢(shì)E及已知參比氣體中氧的分壓 PO2 ，即可求得待測(cè)氣體中氧含量。

 

　　由于電池電動(dòng)勢(shì)E與待測(cè)氣體中氧含量成對(duì)數(shù)關(guān)系，故信號(hào)不易處理，研究者在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，又研制成了極限電流型氧傳感器。它是靠外加電壓驅(qū)動(dòng)電池反應(yīng)的，當(dāng)外電壓增至某一值時(shí)，氣相氧擴(kuò)散至電極表面的速度跟不上電極還原反應(yīng)的速度，回流中出現(xiàn)飽和的電流值，此電流不隨外加電壓增大而增加，被稱為極限電流，其大小與氧濃度呈線性關(guān)系。此類傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、信號(hào)易于處理、不帶有參比氣體和易于微型化的優(yōu)點(diǎn)，已成功地用于汽車乏氧檢測(cè)中，節(jié)能效果很顯著。

 

　　另一大類為催化電化學(xué)氧傳感器，它是根據(jù)與氧氣有關(guān)的催化電極的反應(yīng)來(lái)測(cè)定待測(cè)氣氛中氧濃度的。進(jìn)口氧傳感器也有兩種型號(hào)：一種為電極恒電位電解式，另一種為原電池型氧傳感器，兩者都以對(duì)氧有催化還原活性的金屬為陰極，以不能極化的金屬，（如 Pb 、 Cu 、 Cd 等）為陽(yáng)極，電解質(zhì)一般。

 

　　進(jìn)口氧傳感器采用堿或酸及其鹽的溶液。近幾年來(lái)，隨著實(shí)際應(yīng)用的要求，這兩種氧傳感器都在向兩電極系統(tǒng)方向發(fā)展，尤其是利用透氧高分子薄膜來(lái)測(cè)定氣體中或溶液中氧濃度的隔膜型氧傳感器發(fā)展zui迅速。

 

　　2 、測(cè)量溶解氧的濃度的進(jìn)口氧傳感器

 

　　溶解氧是指溶解在水中的氧氣，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測(cè)水質(zhì)和環(huán)境污染程度的重要指標(biāo)。用 傳統(tǒng)的化學(xué)法（如量滴定法）測(cè)定水溶液中的溶解氧很費(fèi)時(shí)的，且成本高，不能連續(xù)測(cè)量 ，而用滴汞電極的極譜分析zui為簡(jiǎn)單。但是， DME 的一些特性又影響了它在現(xiàn)場(chǎng)工作中的應(yīng)用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物介質(zhì)中就失效。這種電極利用 膜可滲透氧但不能滲透水和有機(jī)及無(wú)機(jī)溶質(zhì)的原理，保護(hù)電極不與這類還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。

 

　　當(dāng)前用來(lái)測(cè)量水中溶解氧濃度常用的儀器就是電化學(xué)傳感器。它主要有兩種類型：一是根據(jù)電池原理而設(shè)計(jì)的，本身就是個(gè)電池，不需外加電壓，可通過(guò)測(cè)量電解電流來(lái)測(cè)量溶解氧濃度。測(cè)量時(shí)將其放入待測(cè)溶液，水中溶解氧透過(guò)透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載電路時(shí)，氧在陰極表面上發(fā)生還原反應(yīng)。對(duì)于結(jié)構(gòu)和透氧膜確定的傳感器而言，在一定溫度下，進(jìn)口氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比，因此，測(cè)定電流即可知氧濃度。

 

　　另一種用來(lái)測(cè)量水中溶解氧的濃度的傳感器 為電極恒電位電解式進(jìn)口氧傳感器。在其兩電極之間加一適當(dāng)?shù)臉O化電壓，此時(shí)溶解氧透過(guò)高分子膜，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生了正比于試樣溶液中氧濃度的電流。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)固定時(shí)，在一定溫度下，擴(kuò)散電流的大小只與樣品氧濃度成正比例關(guān)系，測(cè)得電流值大小，便可知待測(cè)試樣中氧的濃度。