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利用荧光氧气传感器LOX-02-S检测高原氧浓度

作者:ag视讯更新时间:2020-12-27 10:30点击次数:字号:T|T

  随着海拔的增加,空气中氧分压下降,低海拔地区的人进入高原后会表现出极大的不适应并引发高原反应,对人们的正常生产和生活造成极大的影响。并引发高原反应那是因为高原空气稀薄,氧分压低,导致人在高原缺氧。

  然而在人们面对高原缺氧时,大多数只考虑浓度,尤其是只考虑氧气浓度(%vol)。这种精准的认识很关键,解决问题的“窗户纸”就在此。

  例如:西藏航空宾馆某房间氧气含量20.86%,氧含量与内地城市相同。但是西藏航空的机长、乘务人员等入住宾馆时,房间氧气浓度调高到24.5%-25%,氧气分压在150 mbar左右。补充的氧气由制氧机从室外空气中提取,弥散进入房间。这样才能让房间内人不至于缺氧。虽然可通过室内环境富氧,减少高原低氧环境对身体的损害,提高体力劳动和脑力劳动的效率。但是室内富氧虽然可以提高氧分压,能有效提高人的睡眠质量和工作效率,但氧气体积分数的增加可能带来火灾危险。

  当氧分压不变时,随着海拔升高材料的燃烧速度加快。维持氧分压为 211.8mbar,当大气压低于869.7mbar 时,滤 纸的燃烧速度将超过 3.01 mm·s-1. 因此,在大气压低于 869.7mabr时,富氧到与一个标准大气压下空气中氧分压一致会带来火灾危险。

  大气压与安全氧气体积分数上限的关系,通过对数据拟合可得安全氧气体积分数与大气压的关系为:Y = 27.91% ×exp(-P/447.8)+ 20.09% 。式中 Y为安全氧气体积分数上限,P 为大气压单位为 mbar。

  随着海拔的升高,安全富氧气体积分数上限将发生变化,安全氧气体积分数Y上限与海拔H (单位Km) 的关系用数学式可表示为 Y = 8.28% ×exp(H/10.41)+14.69% 。

  我们都知道荧光氧传感器基于荧光遇到氧分子猝灭原理,氧气吸收光线中蓝色部分的光谱。氧气会使特殊钌化合物激发出的荧光产生猝灭效应,以致发出的光的光强发生变化,荧光强度变化时间跟氧气浓度有关。

  光学氧原理每次检测都不会对被测的环境气体造成影响。检测时不会消耗氧气,这一点与传统的氧气传感器有很大区别,它们会消耗氧气从而改变被测气体的成分比例。光强变化时间可以进行标定从而得出准确的氧气分压值,该值不受气压变化的影响。在标定氧气浓度获得准确的氧气测量值时,传感器是完全惰性且不消耗任何待测的氧气。同时,传感器内置气压芯片,内置软件已经算出氧气浓度。使用时只需要通过发送命令即可读取氧分压值,大气压值以及氧浓度值。推荐使用英国SST 荧光氧气传感器 (O2传感器) - LOX-02-S就非常的适用于高原氧浓度检测。

  LOX-02直接测量氧偏压,并且内置了气压传感器测量环境大气压,几乎不受海拔影响,也可以由此计算出氧浓度值。除此,该产品只提供检测模块,可以输出RS232TTL电平,需要的话还可以与评估板LOX-EVB搭配进行RS485通信,极其方便设计者成功设计出各种检测氧气的仪器和设备,比如安装在高原旅店的室内配合高原制氧机一起使用等。

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