Các cơ chế khác nhau của cảm biến oxy y tế

1. Cảm biến oxy điện hóa

Các yếu tố cảm biến oxy điện hóa chủ yếu được sử dụng để đo hàm lượng oxy trong không khí xung quanh.Các cảm biến này được tích hợp trong máy RGM để đo nồng độ oxy cung cấp.Chúng để lại những thay đổi hóa học trong phần tử cảm biến, dẫn đến sản lượng điện tỷ lệ với mức oxy.Cảm biến điện hóa chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện thông qua quá trình oxy hóa và khử.Nó cung cấp một đầu ra điện cho thiết bị tỷ lệ với phần trăm oxy trong cực âm và cực dương.Cảm biến oxy hoạt động như một nguồn dòng điện, do đó, phép đo điện áp được thực hiện thông qua điện trở tải.Dòng điện đầu ra của cảm biến ôxy tỷ lệ với tốc độ tiêu thụ ôxy của cảm biến ôxy.

Dòng điện đầu ra của cảm biến điện hóa thường được đo bằng micro-ampe (a).Dòng điện này xảy ra khi các electron đi qua quá trình oxi hóa ở cực dương và các ion khuếch tán vào dung dịch điện phân từ quá trình khử oxi ở cực âm.

2. Cảm biến oxy huỳnh quang

Cảm biến oxy quang học dựa trên nguyên tắc của quá trình dập tắt oxy huỳnh quang.Chúng dựa vào việc sử dụng các nguồn sáng, máy dò ánh sáng và vật liệu phát quang phản ứng với ánh sáng.Cảm biến oxy dựa trên sự phát quang đang thay thế cảm biến oxy điện hóa trong nhiều lĩnh vực.

Nguyên tắc dập tắt huỳnh quang oxy phân tử đã được biết đến từ lâu.Một số phân tử hoặc hợp chất phát huỳnh quang (tức là phát ra năng lượng ánh sáng) khi tiếp xúc với ánh sáng.Tuy nhiên, nếu có các phân tử oxy, năng lượng ánh sáng được chuyển đến các phân tử oxy, dẫn đến ít phát huỳnh quang hơn.Bằng cách sử dụng một nguồn sáng đã biết, năng lượng ánh sáng được phát hiện tỷ lệ nghịch với số lượng phân tử oxy trong mẫu.Do đó, càng ít phát hiện huỳnh quang thì càng phải có nhiều phân tử oxy trong khí mẫu.

Trong một số cảm biến, huỳnh quang được phát hiện hai lần trong một khoảng thời gian đã biết.Thay vì đo huỳnh quang tổng, người ta đo sự giảm huỳnh quang theo thời gian (tức là quá trình dập tắt huỳnh quang).Cách tiếp cận dựa trên thời gian phân rã này cho phép thiết kế cảm biến đơn giản hơn.

Cảm biến oxy huỳnh quang đường ống LOX-02-F là một cảm biến sử dụng quá trình dập tắt oxy huỳnh quang để đo mức oxy xung quanh.Mặc dù có cấu trúc dạng cột và kích thước 4-series giống như các cảm biến điện hóa thông thường, nhưng nó không hấp thụ oxy và có ưu điểm là tuổi thọ cao hơn (5 năm).Điều này làm cho nó hữu ích cho các thiết bị như cảnh báo an toàn thiếu ôxy trong phòng theo dõi sự giảm đột ngột của mức ôxy trong khí nén được lưu trữ trong không khí trong nhà.