傳統(tǒng)含鉛氧氣傳感器
傳統(tǒng)用于排放氣體檢測的氧氣傳感器可認(rèn)為是二電極的金屬-空氣型電池,它由空氣陰極,鉛陽極和堿性電解液組成。陰極是涂有活性催化劑的一片聚四氟乙烯(PTFE)薄膜,陽極是一個(gè)鉛塊,它們被包裹在一個(gè)金屬或塑料的密封容器中?諝馔ㄟ^頂部的毛細(xì)管進(jìn)入傳感器,陰陽極通過電流收集導(dǎo)線與傳感器的兩個(gè)引腳相連,如圖1所示:
當(dāng)氧氣到達(dá)工作電極時(shí),發(fā)生還原反應(yīng):
產(chǎn)生的氫氧根(OH-)通過電解液到達(dá)鉛電極,鉛電極發(fā)生氧化反應(yīng):
通過外接一只已知電阻將電流轉(zhuǎn)換成電壓,就可以計(jì)算出氧氣的濃度。
含鉛氧氣傳感器雖說已經(jīng)有三十多年的歷史,但也存在其局限性:
(1)燃燒產(chǎn)物影響使用壽命。燃燒產(chǎn)物一般都含二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NOX)和二氧化硫(SO2)等酸性氣體。而傳感器內(nèi)部為堿液,使用時(shí)間長之后,堿液PH值下降,燃料鉛也會加速消耗,從而縮短傳感器壽命。
(2)不符合無鉛要求。含鉛的傳感器現(xiàn)在雖有RoHS和WEEE的豁免權(quán),但無鉛傳感器將逐漸取代含鉛的傳感器,已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的環(huán)保大趨勢。
(3)重量大,體積大。為延長傳感器壽命,需要多增加鉛的重量。