The optical sensor, O sensor óptico, desenvolvido, patenteado e fabricado pela PST, é de baixo custo, baixa potência e sensor de oxigênio de longa duração que mede a pressão parcial do oxigênio, variando de 0-3000ppO2, e a temperatura, assim como a pressão barométrica opcional permitindo calcular a concentração de oxigênio variando de 0 a 25% O2, com uma alta precisão de <2% de escala total de ppO2.
O sensor em si não contém chumbo de eletrólitos líquidos e, portanto, 100% compatível com RoHS. Com conexões simples que permitem conexões diretamente a um microcontrolador com comunicações UART, o que requer um circuito adicional de condicionamento de sinal.
O sensor está incorporado em algumas opções compactas, fluxo através do corpo do sensor que permite empurrar as conexões, um sensor de base de difusão com membrana filtrante de PTFE que permite o movimento passivo de O2 através, bem como opções OEM.
PST’s Zirconium Oxide Sensors
Um bloco de dióxido de zircônio (ZrO2) em forma de cúpula é revestido nos lados interno e externo com uma fina camada porosa de platina. O dióxido de zircônio atua como um eletrólito sólido e é dopado com óxido de ítrio que melhora a estabilidade térmica e mecânica, e as características elétricas. A camada porosa de platina atua como um eletrodo, permitindo a passagem de íons de oxigênio para o eletrólito de ZrO2.
Um lado do conjunto é exposto ao gás da amostra, enquanto o outro lado é exposto a um gás de referência (tipicamente ar).
Células de sensores MSRS
MSRS significa Sensor de Referência Selado Metálico, e é uma tecnologia exclusiva dos sensores de oxigênio da PST. O estado de equilíbrio do óxido de metal sólido é usado como referência. Isto permite uma operação precisa independentemente da qualidade do ar ambiente (que normalmente é usado como gás de referência), e nega a exigência de um gás de calibração "zero".
Células de sensores MIPS
As células MIPS (Micro-Ion-Pump Sealed Reference) da PST são uma solução econômica perfeita para a medição do nível percentual de oxigênio. A célula de referência selada convenientemente não requer um suprimento de gás de referência.
A célula é construída a partir de dois quadrados de dióxido de zircônio (ZrO2), cada um revestido com uma fina camada porosa de platina que serve como eletrodo. Os eletrodos de platina fornecem o catalisador necessário para que o oxigênio medido se dissocie, permitindo que os íons de oxigênio sejam transportados através da ZrO2.
Os dois quadrados de ZrO2 são separados por um anel de platina que forma uma câmara sensora hermeticamente selada. Nas superfícies externas há mais dois anéis de platina que, juntamente com um anel de platina central, fornecem as conexões elétricas para a célula.
Dois discos externos de alumina (Al2O3) filtram e impedem que qualquer material particulado entre no sensor e também removem quaisquer gases não queimados. Isto evita a contaminação da célula que pode levar a leituras de medição instáveis.
Uma bobina de aquecimento envolve a célula de amostra, aquecendo-a acima de 600°C para maximizar a condutividade iônica do Dióxido de Zircônio. Uma tampa externa de aço inoxidável sinterizado filtra partículas maiores e poeira, e protege o sensor contra danos mecânicos.
O sensor de oxigênio termo-paramagnético da PST oferece excelente estabilidade de medição em combinação com uma construção robusta sem peças móveis.
A câmara de amostra possui um forte campo magnético central, que atrai os componentes paramagnéticos de gás, atraindo a amostra de gás e causando um aumento localizado da pressão. Dois pares de sensores de temperatura de alta precisão medem a temperatura da amostra de gás em diferentes pontos da câmara.
Um gradiente de temperatura dentro da câmara cria uma área de baixa pressão em direção às bordas do campo magnético, induzindo um fluxo de gás de amostra referido como "vento magnético". O vento magnético tem um efeito de resfriamento sobre os sensores de temperatura, aumentando a diferença de temperatura entre cada par à medida que passa por eles.
Maiores concentrações de oxigênio no gás da amostra resultam em aumento da pressão dentro do campo magnético. Isto, por sua vez, resulta em um vento magnético mais forte, aumentando ainda mais a diferença de temperatura entre os sensores de temperatura em cada par.
A concentração de oxigênio na amostra de gás é uma função da diferença de temperatura entre os sensores de temperatura em cada par.