專利名稱：一種氧氣濃度測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于飛機安防監測領域，涉及一種用于獲取機載制氧系統產氧濃度的氧氣濃度測量裝置。
背景技術：
隨著航空技術的發展，為適應飛機的高機動、超遠航程、超長留空時間和縮短后勤保障時間的需求，機載制氧系統取代了原有的氣氧系統或液氧系統。為了驗證飛機機載制氧系統的產氧濃度是否滿足生理衛生學要求，評價供氧系統的防護性能，需要在飛行試驗過程中測量機載制氧系統的產氧濃度。由于技術封鎖，尚未查找到國外相關技術，國內氧氣測量裝置也基本上用于非航空領域。
發明內容本實用新型的目的提供一種氧氣濃度測量裝置，能夠對飛機機載制氧系統的產氧濃度進行準確測量。本實用新型的技術方案是一種氧氣濃度測量裝置，包括氧化鋯氧濃度傳感器，還包括氣體流量控制機構，所述氧化鋯氧濃度傳感器兩側設置有電極，所述氣體流量控制機構帶有限流孔，所述氣體流量控制機構與氧化鋯氧濃度傳感器陰極一側之間形成一空腔， 所述限流孔與采樣氣體輸入接口連通。所述電極通過氧氣濃度測量裝置上設置的電氣接口加載于氧化鋯氧氣濃度傳感器上。本實用新型的有益效果是本氧氣濃度測量裝置工作溫度范圍寬、壓力適用性好， 能夠通過氣體的壓力和傳感器的輸出電流測量出飛機機載制氧系統的產氧濃度，進而準確判斷產氧濃度是否滿足生理衛生學要求，評價供氧系統的防護性能。
圖1為本氧氣濃度測試裝置結構示意圖；圖2為氧濃度特性曲線圖；其中，1氧化鋯氧濃度傳感器，2氣體流量控制機構，3電極陰極，4電極陽極，5限流孔，6空腔。
具體實施方式
請參閱圖1及圖2。選用氧化鋯氧氣傳感器對產氧濃度進行檢測，利用擴散硅壓力傳感器感受環境壓力，根據環境壓力動態補償產氧濃度的測量精度。如圖1所示。利用加熱器將^O2-Y2O3敏感芯片加熱至600°C 700°C時，氧離子便可經由材料中的氧空位在敏感芯片中傳輸。當在^O2-Y2O3敏感芯片兩側設置電極并施加電壓時，在陰極一側，氧氣分子在陰極處獲得電子(02+4e = 202-)形成氧離子，氧離子通過氧化鋯中的空位從陰極向陽極遷移，在陽極放出電子后002-- = O2)變成氧氣分子釋放出來，這一現象被稱為氧泵作用。在陰極一側設置空腔和小孔，限制氣流流入；當氧濃度一定時，即使電壓升高，流過^O2-Y2O3敏感芯片的電流也不再升高，而在某一定值達到平衡， 該值被稱為極限電流值，可記為Ip極限電流值與氧分壓的函數關系如式①。因此可通過對極限電流的測量達到測量氧濃度的目的。Zi=^ln(I-X02)..............................①..............................①式中1 -氧濃度；If極限電流值；F-法拉第常數；S-擴散孔截面積；D-擴散系數；P-環境氣體壓力；L-結構參數；R-氣體常數；T-氣體溫度；L-擴散孔長度。由式①可見傳感器的輸出與傳感器結構、環境壓力、加熱溫度等有關。結構確定后，變換式①則有IOO-X0i =aehx....................................②....................................②引入變化的環境氣體壓力后對傳感器輸出的影響，推導式②后可得到如下關系式Χ、=100-(mX,+a;J)eK"AK..................③..................③式中氧濃度；Il-傳感器輸出電流，μ A ；Xp-測量時各點壓力值，kPa ；aP、bp-測量時公式的修正系數；m、η-壓力修正系數。由式③可知，氧濃度只與傳感器的輸出電流和被測氣體的壓力有關，因此通過測定氣體的壓力和傳感器的輸出電流即可測定氣體的濃度。氧濃度特性曲線見圖2。根據上述原理設計而成的氧氣濃度測量裝置，具體結構為一種氧氣濃度測量裝置，包括氧化鋯氧濃度傳感器，還包括氣體流量控制機構，所述氧化鋯氧濃度傳感器兩側設置有電極，所述氣體流量控制機構帶有限流孔，所述氣體流量控制機構與氧化鋯氧濃度傳感器陰極一側之間形成一空腔，用于形成氣壓，所述限流孔與采樣氣體輸入接口連通，所述電極通過氧氣濃度測量裝置上設置的電氣接口加載于氧化鋯氧氣濃度傳感器上。
權利要求1. 一種氧氣濃度測量裝置，包括氧化鋯氧濃度傳感器，其特征在于，還包括氣體流量控制機構，所述氧化鋯氧濃度傳感器兩側設置有電極，所述氣體流量控制機構帶有限流孔，所述氣體流量控制機構與氧化鋯氧濃度傳感器陰極一側之間形成一空腔，所述限流孔與采樣氣體輸入接口連通。
專利摘要本實用新型屬于飛機安防監測領域，涉及一種用于獲取機載制氧系統產氧濃度的氧氣濃度測量裝置。一種氧氣濃度測量裝置，包括加載有電極的氧化鋯氧濃度傳感器，還包括氣體流量控制機構，所述氣體流量控制機構與氧化鋯氧濃度傳感器陰極一側之間形成一空腔，所述限流孔與采樣氣體輸入接口連通。本氧氣濃度測量裝置工作溫度范圍寬、壓力適用性好，能夠通過氣體的壓力和傳感器的輸出電流測量出飛機機載制氧系統的產氧濃度，進而準確判斷產氧濃度是否滿足生理衛生學要求，評價供氧系統的防護性能。
文檔編號G01N27/417GK202008474SQ201020701310
公開日2011年10月12日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者封衛忠, 張長慶, 曹拴勞, 金榮 申請人:中國飛行試驗研究院