O2 сензори: какво представляват, видове и приложение

Какво представляват кислородните (O2) сензори

O2 сензорите правят точно това, което подсказва тяхното име – измерват количеството кислород в даден газ. Полезността им е огромна и те намират приложение в множество сфери на живота. Още от 60-те години на XX век кислородните сензори са се превърнали в неразделна част от научните изследвания, автомобилната индустрия и медицината.

Как да разпознаем кислороден сензор

Идентифицирането на O2 сензор е сравнително лесно, макар че той обикновено е скрит сред други електронни компоненти на мястото, където се използва. Типичният сензор се състои от самия измервателен елемент и кабел, който води към процесор или анализатор. Интересното е, че този кабел всъщност съдържа няколко отделни проводника (стандартът е три), обвити в общо защитно покритие. Корпусът на сензора е цилиндричен, а на края му може да се намира различно сензорно устройство.

Основни видове O2 сензори

Най-старият и най-разпространен тип кислороден сензор, особено при автомобилите, използва измервателен край от циркониев диоксид (циркония). По-рядко срещана алтернатива със същия принцип на действие е титаниевият сензор. Освен тях съществуват и инфрачервени, електрохимични, ултразвукови и лазерни кислородни сензори. Лазерните модели са най-новото поколение и се очаква именно те да определят бъдещето на O2 технологиите.

Принцип на действие

O2 сензорите генерират електрохимичен импулс, съответстващ на съотношението кислород, което трябва да присъства в газа около тях. Този механизъм се използва при дихателни апарати, както и в изпускателните системи и системите за впръскване на гориво на автомобилите. Така съотношението между кислорода и останалите газове може да бъде определено индиректно. Получената информация работи в синхрон с други електронни модули и позволява своевременна сигнализация при проблем с нивото на кислорода.

Значение и основни приложения

Най-важното приложение на кислородните сензори е в автомобилния сектор. Всяко транспортно средство с двигател с вътрешно горене разполага с O2 сензор, тъй като нивото на кислорода в системата за впръскване на гориво трябва редовно да се проверява за отклонения. Гмуркачите също зависят от тези устройства – те гарантират, че газовата смес, която се диша под вода, съдържа достатъчно кислород. Учените пък използват кислородни сензори при наблюдение на химични реакции и измерване на газовите нива в различни вещества по време на експериментите си.

История на развитието

Първият O2 сензор е разработен през 1960 г. от Роберт Бош (Robert Bosch) – става дума за класическия циркониев сензор, съдържащ и покрити с платина участъци. Ранните модели били значително по-обемисти от съвременните, а компанията Bosch извършила цялостно обновяване на конструкцията през 1998 г. През последните години производителите все повече интегрират лазерни технологии, предлагащи по-леко и по-евтино решение в сравнение с металните елементи.