一、環(huán)境與缺氧

目前無(wú)論是大的社會(huì)生活環(huán)境，還是小的家里私密空間，人們對(duì)生存空間環(huán)境的空氣質(zhì)量要求是越來(lái)越高。改善生存環(huán)境，提高生活品質(zhì)是很多人的追求。

高原地區(qū)氧濃度監(jiān)測(cè)的意義：導(dǎo)致高原上人的機(jī)體生理功能衰退的主要原因是缺氧,隨著海拔高度的不斷提升，大氣中的氧含量和大氣壓也相應(yīng)下降，人體的自然反應(yīng)也隨之劇烈，造成心率加快、反應(yīng)遲緩、情緒急躁、免疫力下降等人體傷害，出現(xiàn)如頭疼、腹脹、呼吸困難、精神不振、睡眠質(zhì)量不高、記憶力減退等癥狀。目前通過(guò)各種手段提高局部空間環(huán)境的氧氣濃度，從而營(yíng)造模擬狀態(tài)下的低海拔地區(qū)自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)和達(dá)到人在高海拔地區(qū)。但是室內(nèi)富氧雖然可以改善人在高海拔地區(qū)的缺氧狀況,同時(shí)也會(huì)帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn),室內(nèi)富氧的安全控制已成為重要的研究課題.對(duì)高海拔地區(qū)室內(nèi)環(huán)境富氧條件下濾紙的燃燒速度和安全富氧濃度上限進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并對(duì)高海拔地區(qū)的富氧安全問(wèn)題進(jìn)行了分析.結(jié)果表明,在不同海拔地區(qū),室內(nèi)環(huán)境維持相同的氧分壓時(shí),濾紙的燃燒速度會(huì)隨著海拔的升高而顯著增加,如果不考慮當(dāng)?shù)氐暮０胃叨榷灰匝醴謮鹤鳛閰⒖紩?huì)帶來(lái)火災(zāi)危險(xiǎn),但存在富氧的安全氧濃度上限;海拔不同,富氧到安全氧濃度上限時(shí)所對(duì)應(yīng)的相當(dāng)海拔也不同,在海拔高度低于5.55km的地區(qū),通過(guò)對(duì)室內(nèi)環(huán)境富氧可以安全地將相當(dāng)海拔降低到3km以下。所以高原富氧環(huán)境中氧濃度的監(jiān)測(cè)必不可少。

高壓氧艙氧濃度監(jiān)測(cè)的意義：高壓氧在給人類緩解及治愈病痛的同時(shí)，做為一個(gè)治療的高壓密閉空間，安全性、環(huán)境氧濃度監(jiān)測(cè)是重中之重，目前國(guó)內(nèi)氧艙有氧氣加壓艙和空氣加壓艙二種，不同的艙體結(jié)構(gòu)，不同病人的吸氧習(xí)慣和病人的人數(shù)，都會(huì)影響著艙內(nèi)氧濃度的高低。氧氣加壓艙要求氧濃度越高越好，用于特殊疾病的救治，同時(shí)對(duì)進(jìn)艙人員具有嚴(yán)格要求。空氣加壓艙則需要嚴(yán)格控制氧艙空間內(nèi)的氧濃度不得超過(guò)23%，以免引起爆燃的危險(xiǎn)。所以氧濃度監(jiān)測(cè)在氧艙安全規(guī)范性操作中起到了保駕護(hù)航的作用。

特殊場(chǎng)所氧濃度監(jiān)測(cè)的意義：人們對(duì)工作、運(yùn)動(dòng)、居家、會(huì)所、實(shí)驗(yàn)室等私密空間的環(huán)境品質(zhì)要求越來(lái)越高，很多場(chǎng)所都安裝了制氧設(shè)備，提高局部空間的供氧量，營(yíng)造一個(gè)富氧環(huán)境，來(lái)改善自己的生活品質(zhì)，同樣離不開(kāi)氧濃度的監(jiān)測(cè)。

二、測(cè)氧儀工作原理

環(huán)境氧濃度監(jiān)測(cè)所用測(cè)氧儀無(wú)論是產(chǎn)品穩(wěn)定性、靈敏度及精密度，均能滿足客戶要求，特殊環(huán)境甚至可以個(gè)性化定制，其中氧氣傳感器是測(cè)氧儀的核心部件，根據(jù)其工作原理，大致分為電化學(xué)、氧化鋯、磁氧、激光測(cè)氧四類，因?yàn)樵淼牟煌鶓?yīng)用的領(lǐng)域也不太相同。

電化學(xué)氧氣傳感器：簡(jiǎn)單的說(shuō)就是氧氣進(jìn)入傳感器通過(guò)氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電信號(hào)，這個(gè)電信號(hào)與氧濃度呈一定的比例關(guān)系。電化學(xué)傳感器因?yàn)槌杀镜停w積很小，響應(yīng)快，測(cè)量范圍從ppm到百分比級(jí)別，現(xiàn)在市場(chǎng)廣泛使用，缺點(diǎn)是易受外界因素影響多，并且校準(zhǔn)周期比較短，壽命也相對(duì)比較短。

氧化鋯氧氣傳感器：是利用穩(wěn)定的二氧化鋯陶瓷，在650℃以上的環(huán)境中氧離子導(dǎo)電特性而設(shè)計(jì)的，在一定溫度下，陶瓷兩側(cè)形成不同的氧分壓（既氧濃度）時(shí)，二氧化鋯陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生一系列的反應(yīng)和氧離子的遷移。然后二氧化鋯兩側(cè)的引出電極，可以測(cè)到穩(wěn)定信號(hào)，也就是氧電勢(shì)。特點(diǎn)就是需要加熱并保持恒溫，穩(wěn)定性好，校準(zhǔn)周期長(zhǎng)，壽命也比較長(zhǎng)。由于氧化鋯屬于加熱型，并且需要保證溫度700°恒溫，所以氧化鋯主要應(yīng)用在煙氣排放領(lǐng)域，爐子等高溫環(huán)境中的氧氣檢測(cè)，做成儀器體積比電化學(xué)的要大些。

磁氧氧氣傳感器；是利用了氧的順磁性原理，傳感器氣室內(nèi)兩個(gè)磁極之間，安裝了兩個(gè)充滿氮?dú)獾牟Ａ颍鼈児潭ㄔ诳梢赞D(zhuǎn)動(dòng)的同軸支架上。被測(cè)氣體中的氧氣會(huì)被吸入磁場(chǎng)，產(chǎn)生對(duì)球體的作用力。從而對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生一個(gè)力矩，這個(gè)力矩的大小和氧氣的含量具有線性關(guān)系。磁氧傳感器由于其物理特性，就是壽命長(zhǎng)（理論來(lái)講無(wú)壽命說(shuō)法），精度高、校準(zhǔn)周期長(zhǎng)、穩(wěn)定性好，在一些大型的空分行業(yè)和化工行業(yè)經(jīng)常采用。

激光測(cè)量氧氣傳感器：是采用TDLAS光譜吸收技術(shù)，通過(guò)分析激光被氣體的選擇性吸收來(lái)獲得氣體的濃度。一般應(yīng)用領(lǐng)域在工業(yè)和化工領(lǐng)域使用。

其實(shí)根據(jù)以上的氧氣傳感器的原理，大致上可以看出來(lái)環(huán)境中氧氣濃度的監(jiān)測(cè)，如果采用擴(kuò)散式測(cè)量方式，那么最好的選擇是電化學(xué)、體積小、可以做成輕便的便攜式儀器。如果在線管路測(cè)量，那么以上幾種都可以采用，但是成本從高到低，依次激光、磁氧、氧化鋯、電化學(xué)。