In den letzten fünf Jahrzehnten wurden viele verschiedene Technologien zur Messung von Sauerstoff entwickelt, wobei sich Zirkonium-Festkörpersensoren und elektrochemische Prinzipien als besonders erfolgreich erwiesen haben. Die Verwendung von ionenaustauschender Zirkoniumkeramik ermöglicht die präzise Messung von Sauerstoffkonzentrationen, von extrem niedrigen Werten bis hin zu 100 % Volumen. Diese Technologie hat in verschiedenen Branchen zahlreiche erfolgreiche Anwendungen gefunden, darunter die Optimierung von Kraftstoff-Luft-Gemischen für Antriebssysteme, die genaue Sauerstoffzufuhr in medizinischen Geräten sowie die Schaffung kontrollierter Umgebungen in Verpackungen verschiedener Produkte.
Erhitztes Zirkoniumoxid ermöglicht präzise Messung von Sauerstoffkonzentrationen
In den letzten 35 Jahren hat Angst+Pfister Sensors and Power (APSP) bahnbrechende Fortschritte in der Entwicklung von Sauerstoffsensorlösungen mit erhitztem Zirkoniumoxid erzielt. Dabei wurden zwei verschiedene Ansätze verfolgt. Der erste Ansatz nutzt ein hohes elektrisches Feld, um Ladungen zu trennen und einen Stromfluss zu erzeugen. Der zweite Ansatz hingegen vergleicht den Sauerstoffpartialdruck zwischen isolierten Elektroden. Diese innovativen Lösungen ermöglichen eine zuverlässige und präzise Messung der Sauerstoffkonzentration in verschiedenen Branchen.
Im folgenden Abschnitt wird der erste Ansatz zur Sauerstoffmessung genauer untersucht, der auf dem Prinzip des Stromflusses basiert. Dabei werden die Stärken dieses Ansatzes beleuchtet und Anwendungsfälle präsentiert, die einen erheblichen Nutzen für verschiedene Prozesse bieten und das Wertversprechen für Kunden von Angst+Pfister Sensors and Power (APSP) stärken. Dieser Ansatz wird als FCX-amperometrisches Prinzip der Sauerstoffsensorik bezeichnet. Alle APSP-Produkte, die mit diesem Ansatz arbeiten, sind durch den Zusatz „FCX-“ im Produktnamen gekennzeichnet.
Erhitztes Zirkonium für genaue Messungen: Die Stärken der amperometrischen Sauerstoffsensorik
Die amperometrische Sauerstoffsensorik basiert auf der Verwendung von erhitztem Zirkonium und bietet eine einfache und präzise Methode zur Messung der Sauerstoffkonzentration. Durch die Anwendung eines hohen elektrischen Feldes zwischen den Elektroden entsteht ein Stromfluss, der durch die Temperatur der Zirkoniumscheibe und den Sauerstoffpartialdruck moduliert wird. Durch die gezielte Einschränkung des Gasflusses kann eine genaue Steuerung der Sauerstoffzufuhr in verschiedenen Anwendungsbereichen erreicht werden.
Der FCX-amperometrische Sauerstoffsensor nutzt eine erhitzte Zirkoniumscheibe mit zwei Elektroden, um die Sauerstoffkonzentration in einer gasförmigen Umgebung zu messen. Durch die Temperatur der Scheibe und den Sauerstoff entsteht ein Stromfluss, der mit der angelegten Spannung ansteigt. Um die Elektronen zwischen dem erhitzten Zirkonium und der Platin-Elektrode freizusetzen, muss die Scheibe auf mindestens 350 °C erhitzt werden. Diese Messmethode ermöglicht eine präzise und zuverlässige Messung der Sauerstoffkonzentration.
Die Sauerstoffkonzentration in der Umgebung hat keinen Einfluss auf den Stromfluss im Kreislauf des Sauerstoffsensors. Um ausreichend Auffangstellen für Sauerstoffmoleküle zu haben, muss die Elektrode transparent sein. Eine platinhaltige Struktur mit offenen Oberflächenstellen, deren Korngrenzen zwischen 2 und 5 Mikrometern liegen, ist ein anschauliches Beispiel dafür.
Die Sauerstoffkonzentration beeinflusst den Stromfluss zwischen den Elektroden auf der erhitzten Zirkoniumscheibe. Um den Stromfluss zu modulieren, wird auf einer Seite der Scheibe eine strategische Einschränkung des Gasflusses vorgenommen. Dies wird durch das Anbringen einer Kappe mit einem mikrometergroßen Bohrloch erreicht. Die Begrenzung des Gasflusses auf eine der Elektroden ermöglicht eine präzise Messung der Sauerstoffkonzentration, da der Sauerstoffpartialdruck der verschiedenen Gaselemente selektiv beibehalten wird.
Der FCX-amperometrische Sauerstoffsensor von APSP bietet eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten. Mit vier verschiedenen Messbereichen von 0-1000 ppm bis 0-95 Vol% O2 kann der Sensor in vielen Branchen eingesetzt werden. Besonders häufig kommt er in Sauerstoffkonzentratoren, Beatmungsgeräten, Inkubatoren und Sauerstofftherapiegeräten zum Einsatz. Dank seiner präzisen Messungen ermöglicht der FCX-amperometrische Sauerstoffsensor eine genaue Steuerung und Überwachung des Sauerstoffgehalts, was in diesen Anwendungsbereichen von großer Bedeutung ist.
Genauigkeit und Kontrolle: FCX-amperometrische Sauerstoffsensorik in medizinischen Geräten
Der FCX-amperometrische Sauerstoffsensor basiert auf einem zuverlässigen und präzisen Prinzip zur Messung der Sauerstoffkonzentration in verschiedenen Anwendungsbereichen. Er ermöglicht eine genaue Steuerung von Kraftstoff-Luft-Gemischen, eine präzise Sauerstoffzufuhr in medizinischen Geräten und die Erstellung kontrollierter Umgebungen in Verpackungen. Mit seinen verschiedenen Messbereichen bietet der FCX-amperometrische Sauerstoffsensor eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten und trägt zur Verbesserung von Prozessen in verschiedenen Branchen bei. Die Lösungen von Angst+Pfister Sensors and Power (APSP) sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit und bieten den Kunden einen signifikanten Nutzen.
