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氧传感器的校准

更新时间:2025-08-26点击次数:26

氧传感器的校准


为什么我需要校准?

需要校准氧传感器的原因有以下几个:

  • 电化学传感器基于金属电极在氧气存在下的溶解,并与电解质相互作用,导致难溶性盐的沉淀。沉淀导致内阻增加,从而减少电荷传输。这可以在一定时期内以电子方式补偿。

  • 对于光学传感器,染料会随着时间的推移而“漂白",从而降低荧光。这个过程也可以通过校准和调整来补偿。以下内容适用于此;如果您可以忍受每年几个百分点 (3 -5%) 的低漂移,您可以节省校准费用,并且使用工厂校正系数(“工厂校准"),这些校正系数通过 WTWsensors 的传感器帽自动传输

氧传感器是如何校准的?

任何希望现在获得可购买标准的人都会感到愉快地失望。出于测试目的,有一些具有规定氧含量的气体混合物。但是:首先,它们很昂贵,其次,它们不是必需的。

只有两个变量在校准中起作用:

  • 当前氧分压与气压、非归一化气压的函数

  • 与温度相关的水蒸气分压



我们人类通常可以接触到的地区的氧气比例始终相同,即空气的 21% 左右。无论我们是在海平面还是在的的喀喀湖海拔约 3800 米处,变化是绝对气压,因此是可用氧气的相应分压。在海平面上,它约为 212 hPa,在海拔 3800 米处,气压略低于 650 hPa,仅约 135 hPa。当然,在校准时必须考虑到这一点。


第二个重要影响因素是水蒸气。根据 DIN EN ISO 5814:2013-02 在水蒸气饱和的空气中进行校准,因为这些比率也可以在合适的容器中轻松确定。根据已知的气压和饱和时与温度相关的主要水蒸气分压(在海拔“正常"高度可以忽略压力依赖性),可以计算出当前的氧分压并将其用作参考值。然而,重要的是没有水滴沉积在膜上,因为由于气相和液相的扩散行为不同,这会导致校准结果不正确。

原则上,所有 WTW 溶解氧传感器仅在水蒸气饱和空气中进行校准,无需零点校准。可以使用亚硫酸钠溶液或纯氮气气氛检查传感器是否为零信号。®

校准结果

电化学传感器

对于所有电化学传感器,斜率系数都是在内部确定的,这导致在指定范围内进行有效校准。如果然后在空气中测试传感器,结果是空气饱和度为102%至104%。这种过度发现是正常的,这是因为当浸入液体中时,由于传感器原理引起的氧气消耗,在膜前面形成了一层不变的液体,这充当了额外的扩散屏障,当然不存在于空气中。


图2:电流氧传感器的校准曲线

光学氧传感器

电化学传感器在校准过程中显示线性特性曲线,这是由安培原理产生的。对于光学传感器,情况有些不同。虽然不是一个线性过程,但这里也设置了一个斜率因子,但比电化学传感器的范围更窄。由于这种类型的传感器不消耗氧气,因此校准后的理想值是 100% 空气饱和度。