Принципи роботи будь-якого датчика кисню базується на одним із трьох способів:
- Хімічна реакція, яка виділяє електрони в присутності кисню
- Зміна інтенсивності світла, що виділяється флуоресцентним матеріалом під час дії на нього кисню
- Зміна довжини хвилі звуку, світла або в магнітному полі під час проходження крізь нього кисню
Більшість датчиків кисню, детекторів і моніторів розроблено для вимірювання від нуля до 25 відсотків кисню за об’ємом або в повітрі, яким можна дихати.
Електрохімічні датчики кисню
Більшість датчиків кисню працяє за допомогою простої хімічної реакції. Найпоширенішим процесом є електрохімічна реакція. Датчики кисню, які використовують цей процес, використовуються в основному для вимірювання рівнів O2 в навколишньому повітрі та для вимірювання наднизьких слідових рівнів у вигляді забруднювачів у чистих газах. Датчик вимірює хімічну реакцію, яку створює електричний вихід, пропорційний змінам рівня кисню. Коли це відбувається, деякі електрохімічні датчики виробляють власний аналоговий струм, тобто вони можуть мати автономне живлення. Такі властивості робить електрохімічні датчики дуже затребуваними через менші вимоги до потужності та нижчі межі виявлення. Ці датчики є найдешевшим типом датчика кисню.
Однією з проблем електрохімічних датчиків кисню є те, що хімічний процес, який вони використовують, залежить від температури. Вихід більшості електрохімічних датчиків у середовищі з вищими температурами залежить від температурної компенсації для забезпечення надійних показань у широкому діапазоні умов навколишнього середовища.
Іншим фактором є те, що з часом хімічна реакція припиняється, як правило, від одного до трьох років залежно від конструкції датчика. Оскільки датчик старіє, він потребує частого повторного калібрування та не такий точний, як інші датчики.
Датчики кисню з діоксиду цирконія
Датчики кисню, які використовують діоксид цирконію, є ще однією формою електрохімічних датчиків. Діоксид цирконію в блоці покритий тонким шаром платини, щоб створити твердотільний електрохімічний паливний елемент. Чадний газ, якщо він міститься в досліджуваному газі, піддається окисленню O2 , утворюючи CO2 і таким чином запускаючи потік струму. Замість того, щоб безпосередньо вимірювати O2 , цирконієвий датчик визначає різницю між концентрацією O2 у звичайному повітрі та у вихлопних газах.
На відміну від інших електрохімічних датчиків, датчики на основі цирконію надзвичайно добре реагують у середовищах із високим рівнем тепла. Датчики зазвичай використовуються в автомобільних двигунах, медичних і лабораторних середовищах.
Парамагнітні датчики ксиню
Одна з унікальних властивостей кисню полягає є властивість парамагнетизму. Якщо послати кисень між двома магнітами, молекула кисню перевернеться й вирівняється у магнітному полі, подібно як залізні стружки. Дуже мало інших газів мають такі властивості. Під час повороту потік газу змінюється, і дуже маленьке дзеркало переміщує світловий промінь, і це вимірюється. Ця технологія є найточнішою з трьох, і технологія парамагнітного зондування є вибором для галузей, де точність, точність і продуктивність є життєво важливими. Парамагнітні датчики доступні з діапазоном 0-100%. Ще одна головна перевага парамагнітного методу полягає в тому, що небагато інших газів можуть впливати на результати вимірювань. На відміну від технологій електрохімічних датчиків, парамагнітний елемент рідко потребує заміни, і його продуктивність ніколи не погіршується з часом. Така довговічність і надійність мають певну вартість, оскільки монітори з парамагнітними елементами часто є найдорожчим варіантом датчика.
Газові детектори кисню | O2
Оскільки кисень не має кольору та запаху, цей газ неможливо виявити без належного обладнання. Тільки O2 монітор (датчик виснаження кисню) може точно виміряти концентрацію кисню в повітрі. Тому рекомендується використовувати пристрій для виявлення кисню в % об’єму.
Засоби захисту органів дихання в зоні з низьким вмістом кисню | O2
Оскільки будь-який респіраторний захисний пристрій для очищення повітря неефективний у разі дефіциту кисню, рекомендується носити автономний дихальний апарат або респіратор з подачею повітря для тривалих втручань.