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氧分压和氧含量的定义解析

浏览次数:89  更新时间:2018-06-20

氧分压和氧含量的定义解析

很多人对氧分压和氧含量(氧浓度)的理解有很大的困惑,工采网小编通过这篇文章将会给读者一个清晰的梳理。
一、氧气浓度背景物理学
1.1  氧分压的定义
分压的定义为混合气体中单种气体的压力组分。它与单种气体占据整个体积空间而对总压力施加的压力相对应。
1.1.2 道尔顿定律
理想混合气体的总压力(ptotal) 等于该混合气体中各类气体的分压(pi)之和:

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从等式 (1)可得出,单种气体组分粒子数(ni)与混合气体总粒子数的比例(ntotal) 等于单种气体分压(pi)与混合气体总压力(ptotal)的比例 。


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Figure 2-1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (体积容量 & 温度恒定)
Example 1:
海平面的大气压力 (标准大气压下) 为1013.25mbar。此处干燥空气的主要组分为 氮气(78.08% Vol.)、 氧气(20.95% Vol.)、 氩气(0.93% Vol.) 和二氧化碳(0.040% Vol.)。由于上述气体近似理想气体,故可将其体积容量百分比(%)等同于粒子总数 (n) 。
等式 (2)可用于计算单种气体的气体分压 (i):

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故氧气分压等于:


20180614173222.png



 
当然,只有当大气是干燥气体(湿度0%)时,上述计算值才具备相关性。如果气体中存在水分,则水蒸气压力会占据总压力的部分比例。因此,如果测量大气总压力的同时也测量了相对湿度和环境温度,则可更加精确地测量氧气分压 (ppO2) :

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对于已知环境温度的情况,可直接从附录A查阅表中确定氧气分压 (WVPmax) 。最大水蒸气压力也被称为露点。暖空气可以容纳更多水蒸气,因此WVPmax相对更高。
故氧气分压等于:


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  • 2主要描述了湿度效应会减少氧气分压,因此也会影响氧气的体积含量。
  • 2:平日的某一天,从经校准的天气站记录的信息如下:

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目前市场上测试氧气浓度传感器特别多,但是由于氧浓度测量都有大气压力有一定的依赖性。因为这类氧气传感器测量气体的浓度值,标定时气体环境气压的偏差会造成读数成比例变化。
例如,若传感器在 1013.25mbar (常压)时读数时 21%,若气压增加 1%,那么读数响应也增加1%变为 21.21%。
ISweek工采网推出的英国SST一款测量氧气分压的荧光氧气传感器Lox-02,它是以氧气淬灭荧光的方法计算出氧气分压,从而杜绝了气压变化的影响,特别适用于弥散式供氧终端设备。
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LOX-02概述:
LOX-02是应用荧光猝灭原理和出厂校准的氧传感器,用于测量环境氧分压( ppO2)大小。
LOX-02测量氧分压和温度。外加气压传感器可以让传感器输出氧气浓度值和气压值;结合了电化学传感器传统上低功耗的优势,非消耗传感原理使得它具有更长的寿命。
LOX-02 有氧压和温度补偿,使得它可以精确工作于宽环境范围而无需额外的补偿系统。不像其他传感器技术,LOX-02非常稳定和环保,不含铅或其他任何有毒材料,并且不受其他气体交叉干扰的影响。

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