edyne Class B－1氧传感器

edyne微燃料电池原理:

    edyne氧 传感器是一个微燃料电池，该电池由TAI公司设计和制造。是密封的、一次性的电化学传感器。

    微燃料电池的反应构件有：一个阴极、一个阳极以及浸泡它们的水溶KOH电解液，浓度为15%。电池将化学反应的能量转换为外部电子电路的电流。它的原理类似于一个蓄电池。

    但是，微－燃料电池与蓄电池在工作原理上有一个很大的不同：在蓄电池中，所有的反应物都是在电池内的；而微燃料电池中，其中的一个反应物（氧）来自于设备外部，即一个被连续分析的样气。因此可以说，微－燃料电池是蓄电池与一个真正燃料电池的混血儿。（在一个真正的燃料电池中，所有的反应物都储存在设备外。）

解析微燃料电池

   微燃料电池是一个圆柱体，直径是1又1/4英寸，高度为1又 1/4英寸。它由耐腐性*的塑料制成，几乎可以安全地放在任何环境和采样气流中。尽管一端可以透过样气中的氧，它仍具有很好的密封性。电池的另一端是由两个同心金属圆环组成的触点板，圆环与传感器架上的弹簧触点相接，提供与分析仪其他部分的电路连接。 电池的顶部是一特氟隆的扩散膜，其厚度控制得非常精确。扩散膜的下面是氧感应元件—阴极，其表面积大约4cm²，表面镀有耐腐金属。阴极上打有许多小孔，以确保其上表面可被电解液充分浸润。

   阳极位于阴极之下，由铅制成。它采用了一种技术，可以使尽可能多的金属参与化学反应。

   在电池的底部、阳极的正下方，是一块柔性的膜。电池使用过程中内部体积会发生变化，该膜就是用来适应这变化的。这种柔韧性确保了感应膜能保持在正确的位置上，从而保证电流输出的稳定。

   在阴极上方的扩散膜和阳极下方的柔性底膜之间充满了电解液。阴极和阳极浸泡在同一个电解池中。它们各自有一个触点与电池底部触点盘上的外部触点环相连。

  电化学反应:

样气通过特氟隆膜扩散渗入。样气中的氧在阴极表面发生反应而减少，其半反应式如下：

O₂ + 2H₂O + 4e^-  à4 OH^-           （阴极）

（在电解液中有水存在的情况下，4个电子与1个氧分子结合，生成4个氢氧根离子。）

   当氧在阴极被消耗的同时，铅在阳极不断地被氧化，其半反应式为：

    2Pb +4OH^- à2Pb^＋2 + 2H₂O +4e^-       （阳极）

   （被氧化时，每个铅原子失去2个电子。因此需要进行2个上述半反应才可以与1个阴极的半反应保持电子转移的平衡，输出4个电子。）

   当提供了一个外部电路时，从阳极表面释放的电子就会流向阴极表面。电流大小与到达阴极的氧的数量成比例。该电流被用来测量混合气体中的氧浓度。

燃料电池的全反应是半反应的结合，或是：

    2Pb +O₂ à2PbO

    （在样气中没有物质（如溴、碘、氯、氟）可以氧化铅的情况下，该反应式成立。）

   燃料电池的输出受以下因素影响：（1）当时电池中的氧。（2）阳极材料的储有量。在无氧的情况下，没有电流产生。