مکانیسم های مختلف سنسورهای اکسیژن پزشکی

مکانیسم های مختلف سنسورهای اکسیژن پزشکی عبارتند از: حسگرهای الکتروشیمیایی، سنسورهای اکسیژن فلورسنت.

1. سنسور اکسیژن الکتروشیمیایی

عناصر حسگر اکسیژن الکتروشیمیایی عمدتاً برای اندازه گیری میزان اکسیژن در هوای محیط استفاده می شوند.این سنسورها در دستگاه RGM یکپارچه شده اند تا غلظت اکسیژن را اندازه گیری کنند.آنها تغییرات شیمیایی را در عنصر حسگر ایجاد می کنند و در نتیجه خروجی الکتریکی متناسب با سطح اکسیژن ایجاد می کنند.حسگرهای الکتروشیمیایی انرژی شیمیایی را از طریق فرآیندهای اکسیداسیون و کاهش به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.خروجی الکتریکی متناسب با درصد اکسیژن کاتد و آند را برای دستگاه فراهم می کند.سنسور اکسیژن به عنوان منبع جریان عمل می کند، بنابراین اندازه گیری ولتاژ از طریق مقاومت بار انجام می شود.جریان خروجی سنسور اکسیژن متناسب با میزان مصرف اکسیژن توسط سنسور اکسیژن است.

جریان خروجی یک سنسور الکتروشیمیایی معمولاً بر حسب میکروآمپر (a) اندازه گیری می شود.این جریان زمانی اتفاق می‌افتد که الکترون‌ها از فرآیند اکسیداسیون در آند عبور می‌کنند و یون‌ها از فرآیند کاهش اکسیژن در کاتد به محلول الکترولیت منتشر می‌شوند.

2. سنسور اکسیژن فلورسنت

سنسورهای نوری اکسیژن بر اساس اصل خاموش کردن فلورسانس اکسیژن است.آنها متکی به استفاده از منابع نور، آشکارسازهای نور و مواد شب تاب هستند که به نور واکنش نشان می دهند.سنسورهای اکسیژن مبتنی بر لومینسانس در بسیاری از زمینه ها جایگزین حسگرهای اکسیژن الکتروشیمیایی می شوند.

اصل خاموش کردن فلورسانس اکسیژن مولکولی مدتهاست که شناخته شده است.برخی از مولکول ها یا ترکیبات وقتی در معرض نور قرار می گیرند فلورسانس می کنند (یعنی انرژی نوری ساطع می کنند).با این حال، اگر مولکول های اکسیژن وجود داشته باشند، انرژی نور به مولکول های اکسیژن منتقل می شود و در نتیجه فلورسانس کمتری ایجاد می شود.با استفاده از یک منبع نور شناخته شده، انرژی نوری شناسایی شده با تعداد مولکول های اکسیژن در نمونه نسبت معکوس دارد.بنابراین، هرچه فلورسانس کمتری تشخیص داده شود، مولکول های اکسیژن بیشتری باید در گاز نمونه وجود داشته باشد.

در برخی از حسگرها، فلورسانس دو بار در یک بازه زمانی مشخص تشخیص داده می شود.به جای اندازه گیری فلورسانس کل، کاهش فلورسانس در طول زمان (به عنوان مثال، خاموش کردن فلورسانس) اندازه گیری می شود.این رویکرد زمان مبتنی بر پوسیدگی امکان طراحی حسگرهای ساده‌تر را فراهم می‌کند.

سنسور اکسیژن فلورسنت خط لوله LOX-02-F سنسوری است که از خاموش کردن فلورسانس اکسیژن برای اندازه گیری سطح اکسیژن محیط استفاده می کند.اگرچه ساختار ستونی و اندازه سری 4 مشابه حسگرهای الکتروشیمیایی معمولی دارد، اما اکسیژن را جذب نمی کند و از مزیت طول عمر بیشتر (5 سال) برخوردار است.این باعث می شود که برای دستگاه هایی مانند هشدارهای ایمنی کاهش اکسیژن اتاق که افت ناگهانی سطح اکسیژن در گاز فشرده ذخیره شده در هوای داخلی را کنترل می کنند مفید باشد.