Sensori di ossigeno

Sensori di ossigeno allo Zirconio

La cella di misura del sensore di ossigeno all’Ossido di Zirconio viene portata a temperature molto elevate (>650°C), alle quali l’ossido di zirconio si dissocia parzialmente liberando ioni ossigeno; essi si muovono quindi “liberamente” nel disco di ZrO2 e, a seconda della pressione parziale dell’ossigeno della miscela circostante, inducono una differenza di potenziale elettrico tra due elettrodi porosi posti ai suoi capi (Tensione di Nernst).
Il meccanismo di spostamento degli ioni nelle due direzioni viene incentivato applicando una differenza di potenziale costante ai capi degli elettrodi (effetto pompa): ne risulta una tensione di uscita variabile (heart-beat) che, oltre a fornire l’entità della pressione parziale di ossigeno, permette di verificare in continuo lo “stato di salute” dell’elemento sensibile.

Il campo di misura di questo tipo di sensore di ossigeno è 2..3000 mbar ppO2, che li rende utilizzabili anche in processi in pressione. A pressione atmosferica, sono disponibili i range 0,2..25% volO2 e 0,2..100% volO2.
I vantaggi del sensore di ossigeno allo zirconio sono la robustezza, l’affidabilità in condizioni operative difficili, la stabilità nel tempo e la lunga durata.
Applicazioni tipiche dei sensori ossigeno allo zirconio sono:

• Misure di laboratorio
• Controllo di combustione
• Test delle emissioni degli autoveicoli
• Generazione di ossigeno (ambito medicale e aerospaziale)
• Inertizzazione dei serbatoi di carburante dei velivoli
• Compostaggio e coltivazione
• Forni di panificazione e fornaci

Sensori di ossigeno ottici

I sensori di ossigeno ottici misurano la pressione parziale ambientale dell’ossigeno utilizzando un materiale fluorescente che, opportunamente eccitato per un breve periodo, acquista energia e la riemette sotto forma di luce. L’ossigeno tende ad assorbire energia quindi la luminescenza si esaurisce più velocemente in presenza di un numero maggiore di molecole di O2. Un fotodiodo rileva la luce e un microprocessore misura il tempo di spegnimento della luminescenza, calcolando la pressione parziale di ossigeno.
Il campo di misura di questo sensore di ossigeno è 0..300 mbar, 0..25% vol O2 riferito alla pressione atmosferica misurata dal sensore di pressione integrato.

I vantaggi del sensore ossigeno ottico sono la buona stabilità nel tempo, la lunga durata, il basso consumo, le piccole dimensioni e il basso costo.
Applicazioni tipiche sono gli analizzatori di ossigeno, i concentratori di ossigeno, le attrezzature da laboratorio, l’agricoltura, la prevenzione degli incendi e il training di alta quota.