氧化锆氧气传感器寿命延长术：使用与维护全攻略

氧化锆原理：

氧化锆氧气传感器不直接测量氧气浓度％Vol，而是测量单一氧气气体或混合气体中的氧气分压。该氧化锆氧气传感器内核元件由两个相同的氧化锆方片和三个铂金环组成的夹心三明治形状，由此形成一个密封的小空间。

其中一个氧化锆片两边是相反的电极，用作电化学的氧气泵。另外一个氧化锆片两边形成能斯特电压。氧传感器启动后，小空间氧气被抽空，此时压力P2和其输送的电流成正比。在另外一个氧化锆片上电压上升。电压到设定的参考值后，泵电流会改变反转，氧气会再被抽入这个小空间。压力P2上升到设定的参考值后，泵电流再改变电流方向。

这个过程会不断重复，泵电流反转周期长短和氧气压力成正比，此原理可实现对氧气分压的检测。对于这样消除了对密封参考气体的需求，使传感器更加通用，可用于各种不同的氧气压力测量，再配合氧气变送板OXY-LC一起工作，该氧气传感器能输出氧分压，氧浓度两个参数值。

什么是氧化锆氧气传感器？

氧化锆氧气传感器不直接测量氧气浓度％Vol，而是测量单一氧气气体或混合气体中的氧气分压。该氧气传感器采用经过充分验证的小型二氧化锆基元件及其内核，由于其创新设计，不需要参考气体。这个特点实现了传感器在高温、潮湿和氧气压力变动下稳定运行的功能。英国SST 氧化锆氧气传感器系统 - O2S-FR-T2-18BM-C同时采用了这两种原理。

然而如何使氧传感器具有较长的使用寿命是我们经常被问到的问题？那么SST 氧化锆氧气传感器的预期寿命是多久？如何延迟氧传感器使用寿命呢？我们可以做很多事情，但更重要的是，我们可以尽量避免使用许多化学物质和气体，以防止污染氧传感器，并尽早更换氧传感器。

1、清洁、干燥的空气（例如飞机 OBIGGS）应用：10 年以上

2、天然气燃烧（低硫）：5 年以上

3、生物质燃烧尾气测量（木屑、颗粒等）：2 年以上

4、煤炭燃烧的烟气测量（低硫）：2 年以上

5、堆肥发酵：1年以上

这些寿命是经验值，不能完全保证。 如果氧气传感器受到物理损坏、被化学物质污染，或者加热器电源不正确，则它们的使用寿命会缩短。在本文中，我们介绍 5 个非常简单的步骤延长氧气传感器的使用寿命。

第 1 步：确保氧气传感器和变送板接线正确可靠

验证氧气传感器单元是否安装牢固并正确密封（如果合适）。确认O2氧传感器和接线均未损坏、确保电缆无应变且未扭曲；所有螺丝端子都已正确拧紧。测试电源以确保它在连接到设备之前提供正确的接线盒电压。

第 2 步：评估氧气传感器将被使用的环境

在温暖、潮湿的环境中使用氧气传感器时，由于氧化锆内核在 700°C ，因此不是问题。但当氧气传感器关机时，可能被腐蚀，因为加热器和传感元件上如果形成冷凝水，当传感器重新通电时，冷凝水会蒸发，留下腐蚀性盐分，这些盐分会损坏加热器和传感元件。如图所示，氧气传感器的外部正常，但是内核被腐蚀了。

第 3 步：避免将氧气传感器与硅胶一起使用

气体中存在硅会损坏氧化锆氧气传感器。 RTV 橡胶和密封剂的蒸汽（有机硅化合物）是罪魁祸首， 当加热时，有机硅蒸汽会释放到周围的大气中。 这些蒸汽到达传感器时，部分燃烧，留下二氧化硅 (SiO2)。 这种 SiO2 堵塞了电极的孔隙和活性部分。 建议使用不含硅成分的氟橡胶，丁晴橡胶，聚四氟乙烯等密封。

第 4 步：防止可燃气体和化学品损坏氧气传感器

可燃气体

H2（氢气）高达 2%；CO（一氧化碳）高达 2%；CH4（甲烷）高达 2.5%；NH3（氨）高达 1500 ppm；

重金属

来自金属的蒸气，例如：锌、镉、铅、铋，这些将对铂电极的催化性能产生影响。

卤素和硫化合物

少量（< 100ppm）卤素和/或硫化合物对氧传感器的性能没有影响。更高浓度的这些物质在冷凝环境中，会腐蚀传感器部件并影响氧传感器的使用寿命。气体调查：

卤素、氟、氯；HCL（氯化氢）、HF（氟化氢）SO2（二氧化硫）H2S（硫化氢）氟利昂气体、CS2（二硫化碳）

第 5 步：避免在还原性气体、细尘和强振动下长期使用

长时间暴露在还原性气氛中会削弱铂金电极的催化效果，在这种类型的气氛中，氧气随着可燃气体的燃烧而被消耗。 细小灰尘可能会导致多孔不锈钢过滤器堵塞，并可能影响氧气传感器的响应速度。剧烈冲击或振动可能会改变传感器特性。

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