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2021-06-15 返回

手套箱氧探頭工作原理和優缺點比較

一、氧氣探頭的種類與工作原理是什么？

現市場上的氧探頭主要采用兩種技術，即電化學燃料電池和氧化鋯傳感器技術。這兩種的技術的工作原理有很大區別。

1）電化學燃料電池技術：

電化學燃料電池的工作原理是以氧氣作為正極和金屬鉛作為負極，電解質為氫氧化鉀。電解質和金屬鉛被裝在一個耐溶劑的小圓柱容器內，開口用聚四氟乙烯膜封上。采用完全密封的燃料池氧傳感器是當前國際上最先進的測氧方法之一。氧氣通過聚四氟乙烯膜擴散入電池，當氧氣在正極上得到電子和金屬鉛在負極上失去電子而產生電流，電流的大小與氧氣濃度成正比。

負極反應式為：2Pb -4e-== 2Pb2+ 正極為：O2 + 2H2O + 4e-== 4OH-

總反應：O2 + 2H2O+2Pb==2Pb2+4OH

二、兩種氧探頭優缺點分析。

1、電化學燃料電池

優點：1）零點準確，不易漂移，只需單點校正；從化學反應式可以看出，當沒有氧氣時，就沒有電流，因此電化學燃料電池的零點是準的，校正時只需要單點校正。

 2）較強的抗有機溶劑影響。電化學燃料電池檢測氧氣是一個常溫下的氧化還原化學過程，因此受少量普通有機溶劑的影響小。

 3)更換費用低，只需更換燃料電池。當燃料電池失效使得氧分析儀失效時，用戶只需要更換氧探頭中的化學燃料電池，更換費用不到整個探頭價格的三分之一。

缺點：1)氧探頭過長時間與高濃度氧氣接觸會影響其壽命，電池需要保存在高純度的惰性氣體中，這點在手套箱應用中不成問題。

2)不能用于檢測高溫氣體

2、氧化鋯傳感器

優點：1）反應時間快，可以在高溫、高壓、低壓下測量氧氣濃度，如鍋爐尾氣等；

 2）在不檢測時可以與空氣接觸，可以長時間在空氣中儲存，因為氧化鋯傳感器的參比氣體是空氣。

   缺點：1)不適合用于氣體中含有有機溶劑；氧化鋯傳感器需要在高溫下工作。當檢測氣中含有有機溶劑時，有機溶劑會在電極上發生化學反應，氧氣會與有機物反應而被消耗掉，使得氧氣測得值比實際值低。

2)零點易偏離，測量PPM級氣體時需要經常用標準氣標定；因為以空氣為參照氣體，當檢測1PPM氣體時，其濃度差超200,000倍，精確檢測難度比較大，需要經常校正，最好時每次檢測前用一標準氣標定。

   3)只能更換整個氧探頭，更換費用高。

三、哪種氧氣探頭更適合手套箱？

綜合以上分析，電化學燃料電池技術更適合測試手套箱中的微量氧氣。