Электрогальванический датчик кислорода
-
Электрогальванические топливные элементы
- Используются для измерения концентрации кислорода в воде и медицинских дыхательных газах
- Применяются в системах водолазного ребризера, погружения с насыщением и медицинских системах жизнеобеспечения
-
Принцип работы
- Свинцово-кислородные гальванические элементы используют окисление свинца для измерения кислорода
- Ток пропорционален скорости восстановления кислорода на катоде
- Диффузионный барьер ограничивает количество газа, попадающего в элемент
-
Функции и характеристики
- Ток пропорционален парциальному давлению кислорода
- Напряжение зависит от конструкции и срока службы датчика
- Диффузия линейно зависит от градиента парциального давления и температуры
-
Приложения
- Анализ газовой смеси: измерение доли кислорода в смеси
- Контроль состава дыхательных газов: измерение парциального давления кислорода
- Системы управления водолазными ребризерами: управление добавлением кислорода и промывкой
-
Точность и надежность
- Точность важна для предотвращения гипоксии и отравления кислородом
- Калибровка датчиков требует специального оборудования
- Установка трех ячеек для компенсации выхода из строя
-
Продолжительность жизни
- Срок службы ограничен и зависит от условий использования
- Хранение при низком парциальном давлении кислорода может продлить срок службы
- Высокие температуры сокращают срок службы
-
Неисправности и режимы сбоя
- Неисправности могут быть связаны с утечкой электролита или исчерпанием срока службы
- Новый датчик выдает линейную выходную мощность при парциальном давлении более 4 бар
-
Ограниченный ток и гипероксия
- Максимальный выходной ток ячеек падает ниже необходимого для отображения полного диапазона парциальных давлений.
- Схема управления ребризером реагирует на недостаток кислорода, вводя больше кислорода, что приводит к гипероксии.
- Избыточное парциальное давление кислорода может быть не замечено и опасно для жизни.
-
Механические повреждения и неисправности
- Механические повреждения, такие как обрыв проводов и коррозия контактов, могут привести к неисправности.
- Неисправность high указывает на более высокое парциальное давление, что может привести к гипоксии.
- Нелинейные элементы не работают в требуемом диапазоне парциальных давлений, что может вызвать декомпрессионную болезнь или гипероксию.
-
Тестирование ячеек
- Тестирование ячеек в полевых условиях не всегда точно оценивает их качество.
- Единственный точный метод тестирования — использование испытательной камеры.
-
Управление отказом клеток
- Использование более одной ячейки снижает риск одновременного отказа.
- Логика голосования позволяет выявить неисправную ячейку, сравнивая выходные данные трех ячеек.
- Логика голосования не является полностью надежной, возможны ошибки.
-
Статистическая зависимость ячеек
- Ячейки часто калибруются вместе и подвергаются одинаковым условиям работы.
- Использование датчиков разных производителей и калибровка с разными газами могут снизить статистическую зависимость.
-
Альтернативные методы тестирования
- Периодическая перекалибровка датчиков во время погружения может выявить неисправности.
- Тест с разбавителем позволяет проверить правильность ячейки и других датчиков.
-
История и достижения
- Первое сертифицированное устройство для проверки кислородных элементов было выпущено в 2005 году.
- В 2007 году была выпущена переработанная модель, получившая награды за инновации.
- Cell Checker использовался различными организациями, включая Teledyne и NURC.