氧化锆氧传感器是一种常用的氧气浓度检测器,它利用氧化锆的半导体特性来测量气体中的氧气浓度,具有高灵敏度、良好的可靠性和快速响应等优点,被广泛应用于工业领域和医疗行业中。下面就详细介绍一下氧化锆氧传感器的工作原理。 首先,我们需要了解氧化锆的性质。氧化锆是一种具有高氧化物活性的陶瓷材料,它具有一定的导电性,但在氧气存在时,氧化锆的导电性会明显增强。这是因为氧气可以与氧化锆发生反应,生成带正电荷的离子空位和带负电荷的电子,从而使氧化锆的导电性增加。
氧化锆氧传感器的核心部件是氧化锆薄膜,通常是由氧化锆和稀土元素掺杂而成。当氧化锆薄膜受到氧气的作用时,其导电性发生变化,这种变化可以通过测量氧化锆薄膜电阻率的方式来反映氧气浓度。 具体来说,氧化锆氧传感器是通过测量氧化锆薄膜电阻率的变化来检测氧气浓度的。传感器的工作原理可以简化为以下三个步骤:
1.氧气与氧化锆反应,使得氧化锆薄膜表面出现电荷分布不均的情况,导致氧化锆薄膜的导
电性发生变化;
2.在传感器中加入恒定的电流激励,通过测量氧化锆薄膜的电阻率来反映氧气的浓度变化;
3.传感器通过将测量值与标准曲线进行比较,来得出氧气浓度的具体数值。
氧浓度传感器在实际应用中,氧化锆氧传感器通常需要与温度传感器一起使用,以消除温度变化对氧化锆薄膜电阻率的影响。此外,氧化锆薄膜的厚度和掺杂元素的选择也会影响传感器的响应时间和准确度等性能指标。因此,在制造氧化锆氧传感器时需要进行严格的工艺控制和材料选择,以确保传感器的性能和稳定性。
总之,氧化锆氧传感器是一种基于氧化锆半导体特性的传感器,可以快速、准确地检测气体中的氧气浓度。其具有高灵敏度、良好的可靠性和快速响应等优点,被广泛应用于工业领域和医疗行业中。