Technieken voor het meten van zuurstof
Er zijn verschillende meetprincipes:
Elektrochemisch
Teledyne heeft het gebruik van elektrochemische zuurstofsensoren ontwikkeld en geperfectioneerd voor een breed scala aan toepassingen. TAI heeft de Micro-Fuel Cell ontwikkeld, die werkt als een transducer; het zet energie van een bepaalde vorm om in een andere vorm. Een bekende transducer is de batterij die chemische energie omzet in elektrische. De Micro-Fuell Cell werkt op dezelfde manier; de hoeveelheid zuurstof in het gas wordt gereduceerd door een elektrolysereactie en gemeten aan de hand van elektrische stroom. De analyzer corrigeert automatisch voor veranderingen in temperatuur (bij een constant zuurstofniveau).
Periodieke vervanging van de cel is nodig. De Insta Trace, eveneens een innovatie van Teledyne, elimineert echter het ongemak dat gepaard gaat bij het vervangen van een elektrochemische zuurstofsensor.
Analyzers volgens het elektrochemische principe zijn geschikt voor zuurstofconcentraties tussen 1 ppm en 25%.
Paramagnetisch
De fysische eigenschap die zuurstof van andere technieken onderscheidt is het paramagnetisme. Door deze eigenschappen worden zuurstofmoleculen aangetrokken door een sterk magnetisch veld. Dit gegeven wordt gebruikt door de paramagnetische detectietechniek. Doordat het gasmonster langs een magnetisch veld wordt geleid ontstaat een spanningsverandering wanneer het gas zuurstof bevat. Dit wekt weer een stroom(pje) op dat een element van de analyzer terugbrengt in de oorspronkelijke positie. De stroom benodigd om de oorspronkelijke positie te behouden is evenredig aan de zuurstofconcentratie. Paramagnetische analyzers zijn zeer geschikt voor metingen van zuurstofgehalten tussen de 90 en 100%.
Thermische geleidbaarheid
Bij thermische geleidbaarheid worden twee thermistoren gebruikt; een voor het monstergas en een voor het referentiegas. Doordat de twee thermistoren dichtbij de wanden van de monsterkamer zijn gesitueerd en worden verhit, verliezen ze warmte aan de wanden van de monsterkamer met een snelheid die evenredig is met de thermische geleidbaarheid van het omringende gas. Het temperatuurverschil en de brugspanning (Wheatstone) worden omgezet evenredig aan de concentratie van één van de bestanddelen van het gasmengsel.
Zirconium-oxide-sensor
De zirkoniumoxidesensor wordt verhit op 700 °C. Wanneer het monster contact maakt met de elektrode van de sensor genereerd het een elektrisch signaal. Dit signaal is evenredig aan het verhoudingsgetal tussen de zuurstofconcentratie in het monstergas en de zuurstofconcentratie in een referentiegas. Het referentiegas is in dit geval de omgevingslucht die in contact staat met de elektrode aan de buitenzijde.
