Uno dei principali vantaggi della cella dinamica e attiva impiegata nel sensore di ossigeno è che è intrinsecamente a prova di errore. Il continuo ciclare e misurare la tensione di Nernst generata è effettivamente il battito cardiaco del sensore; se questo si ferma, qualcosa di fatale si è verificato all'interno della cella. Questo può essere rilevato molto rapidamente dall'elettronica di interfaccia.
Riferimento al Principio di funzionamento del sensore di zirconia e guida alla costruzione per i dettagli.
Quando si utilizzano i sensori di ossigeno all'ossido di zirconio in ambienti caldi e umidi, è importante che il sensore rimanga ad una temperatura più alta rispetto all'ambiente circostante, specialmente se ci sono componenti corrosivi nel gas di misura. Durante il funzionamento questo è meno di un problema poiché il riscaldatore funziona a 700⁰C; tuttavia, questo significa che quando il sensore o l'applicazione viene spento, il riscaldatore del sensore deve essere l'ultima cosa ad essere spenta dopo che la temperatura dell'ambiente circostante si è raffreddata adeguatamente. Idealmente il sensore dovrebbe essere lasciato alimentato o ad una tensione di standby più bassa (tipicamente 2V) per tutto il tempo in ambienti molto umidi.
Il mancato rispetto di queste regole porterà alla formazione di condensa sul riscaldatore e sull'elemento sensibile. Quando il sensore viene riacceso, la condensa evapora, lasciando dietro di sé sali corrosivi che distruggono molto rapidamente il riscaldatore e l'elemento di rilevamento, come illustrato nell'immagine a sinistra. Notate come la carpenteria esterna del sensore abbia un aspetto del tutto normale.
In ambienti dove l'umidità eccessiva o la caduta di gocce d'acqua sono probabili, il sensore dovrebbe essere protetto dall'acqua che raggiunge o cade direttamente sulla calotta molto calda del sensore, poiché questo può causare massicci shock di temperatura alla cella e al riscaldatore. I metodi più comuni includono un cappuccio sopra la calotta del sensore o il montaggio del sensore in un cilindro di diametro maggiore.
Come minimo la calotta del sensore dovrebbe essere angolata verso il basso nell'applicazione, in modo da deviare l'umidità in caduta e impedire che la calotta del sensore si riempia d'acqua.
I sensori di ossigeno allo zirconio sono danneggiati dalla presenza di silicone nel gas di misura. I vapori (composti organici di silicone) delle gomme RTV e dei sigillanti sono i principali colpevoli e sono ampiamente utilizzati in molte applicazioni. Questi materiali sono spesso realizzati con siliconi più economici, che quando vengono riscaldati rilasciano ancora vapori di silicone nell'atmosfera circostante. Quando questi vapori raggiungono il sensore, la parte organica del sensore viene bruciata nelle parti calde del sensore, lasciando dietro di sé un biossido di silicio diviso molto fine (SiO₂). Questo SiO₂ blocca completamente i pori e le parti attive degli elettrodi. Se si utilizzano gomme RTV si consiglia di utilizzare materiali di alta qualità e ben polimerizzati.
I sensori di ossigeno al biossido di zirconio della SST offrono una gamma di stili di alloggiamento, cablaggio e connessioni elettriche. |
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