手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關(guān)注視頻號
超聲波氧氣傳感器的工作原理核心是“利用氧氣與其他氣體（如氮?dú)猓┑穆曀俨町?，通過測量聲波傳播時間計算氧氣濃度”，具體過程如下：
一、核心依據(jù)：氣體成分影響聲速傳播
聲波在氣體中的傳播速度與氣體的分子量、溫度等密切相關(guān)。在相同溫度下：
氧氣（O?）的分子量為32g/mol，聲速約為320m/s；
氮?dú)猓∟?）的分子量為28g/mol，聲速約為334m/s；
混合氣體中，氧氣濃度越高，整體混合氣體的平均分子量越大，聲速則越低。
因此，通過測量聲波在混合氣體中的傳播速度，可反推出氧氣的占比。
二、傳感器結(jié)構(gòu)：雙聲道設(shè)計實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測量
超聲波氧氣傳感器通常包含以下核心部件：
一對超聲波換能器：分別作為聲波發(fā)射器和接收器，對稱安裝在測量腔體兩端（間距固定），可雙向發(fā)射/接收聲波（即A→B和B→A兩個方向）。
測量腔體：供被測氣體流過的封閉通道，確保氣體均勻分布。
溫度傳感器：實(shí)時監(jiān)測腔體內(nèi)部溫度，用于聲速的溫度補(bǔ)償（因為溫度變化會顯著影響聲速，需修正誤差）。
三、測量過程：通過時間差計算氧氣濃度
雙向發(fā)射聲波：
發(fā)射器交替向兩個方向發(fā)射超聲波，分別記錄聲波從A到B、從B到A的傳播時間（t?和t?）。由于腔體長度固定（設(shè)為L），可計算出兩個方向的聲速：v?=L/t?，v?=L/t?。
消除氣流干擾：
若測量環(huán)境存在氣體流動（如管道內(nèi)氣流），會導(dǎo)致兩個方向的聲速產(chǎn)生偏差（順流聲速加快，逆流減慢）。通過計算平均聲速v=(v?+v?)/2，可抵消氣流影響，得到穩(wěn)定的氣體本身聲速。
換算氧氣濃度：
已知空氣（主要成分為O?和N?）中，聲速與氧氣濃度呈線性關(guān)系（溫度恒定下）。傳感器內(nèi)置算法會根據(jù)實(shí)測平均聲速v，結(jié)合溫度補(bǔ)償數(shù)據(jù)，對照預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)曲線（如0%氧氣對應(yīng)氮?dú)饴曀伲?1%氧氣對應(yīng)空氣聲速），直接輸出氧氣濃度值（通常為體積百分比）。
四、優(yōu)勢與適用場景
非消耗性：無需化學(xué)反應(yīng)（區(qū)別于電化學(xué)傳感器），壽命長（可達(dá)5-10年）；
抗干擾強(qiáng)：不受濕度、部分有害氣體（如CO?）影響，適用于復(fù)雜環(huán)境。
常見于醫(yī)療供氧設(shè)備、工業(yè)氣體監(jiān)測、汽車尾氣分析等場景。
總結(jié)
超聲波氧氣傳感器通過“聲速差異-時間測量-濃度換算”的邏輯，利用物理特性實(shí)現(xiàn)氧氣濃度檢測，核心是對聲波傳播速度的精準(zhǔn)捕捉與算法校準(zhǔn)，兼顧了穩(wěn)定性和長壽命。
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
采購中心