氧分压和氧含量的定义解析.doc

_很多人对氧分压和氧含量（氧浓度）的理解有很大的困惑，这篇文章将会给读者一个清晰的梳理。1 氧气浓度背景物理学1.1氧分压的定义分压的定义为混合气体中单种气体的压力组分。它与单种气体占据整个体积空间而对总压力施加的压力相对应。1.1.2道尔顿定律理想混合气体的总压力(ptotal) 等于该混合气体中各类气体的分压(pi)之和：(1)从等式 (1)可得出，单种气体组分粒子数(ni)与混合气体总粒子数的比例(ntotal) 等于单种气体分压(pi)与混合气体总压力(ptotal)的比例 。(2)ni气体i的粒子数ntotal混合气体粒子总数pi气体i的分压Ptotal总压力Figure 2-1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (体积容量 & 温度恒定)Example 1:海平面的大气压力 (标准大气压下) 为1013.25mbar。此处干燥空气的主要组分为 氮气(78.08% Vol.)、 氧气(20.95% Vol.)、 氩气(0.93% Vol.) 和二氧化碳(0.040% Vol.)。由于上述气体近似理想气体，故可将其体积容量百分比(%)等同于粒子总数 (n) 。等式 (2)可用于计算单种气体的气体分压 (i)：(3)故氧气分压等于：Figure 2-2 湿度为0时的分压当然，只有当大气是干燥气体(湿度0%)时，上述计算值才具备相关性。如果气体中存在水分，则水蒸气压力会占据总压力的部分比例。因此，如果测量大气总压力的同时也测量了相对湿度和环境温度，则可更加精确地测量氧气分压 (ppO2) ：Figure 2-3 水蒸气压力首先计算水蒸气压力：(4)WVP水蒸气压力（mbar）HRel相对湿度（%）WVPmax最大水蒸气压力 （mbar）对于已知环境温度的情况，可直接从附录A查阅表中确定氧气分压 (WVPmax) 。最大水蒸气压力也被称为露点。暖空气可以容纳更多水蒸气，因此WVPmax相对更高。故氧气分压等于：(5)ppO2P氧气分压 (mbar)BP大气压力 (mbar)WVP水蒸气压力 (mbar)例 2主要描述了湿度效应会减少氧气分压，因此也会影响氧气的体积含量。例 2:平日的某一天，从经校准的天气站记录的信息如下：温度:22C湿度:32%大气压力:986mbar查表，可得 WVPMAX = 26.43mbar。氧气分压等于：现在我们知道了氧气分压和大气总压力，可以计算出氧浓度：目前市场上测试氧气浓度传感器特别多，但是由于氧浓度测量都有大气压力有一定的依赖性。因为这类氧气传感器测量气体的浓度值，标定时气体环境气压的偏差会造成读数成比例变化。例如，若传感器在 1013.25mbar （常压）时读数时 21%，若气压增加 1%，那么读数响应也增加1%变为 21.21%。深圳工采网推出的英国SST一款测量氧气分压的荧光氧气传感器Lox-02，它是以氧气淬灭荧光的方法计算出氧气分压，从而杜绝了气压变化的影响，特别适用于弥散式供氧终端设备。LOX-02概述：LOX-02是应用荧光猝灭原理和出厂校准的氧传感器，用于测量环境氧分压（ ppO2）大小。LOX-02测量氧分压和温度。外加气压传感器可以让传感器输出氧气浓度值和气压值；结合了电化学传感器传统上低功耗的优势，非消耗传感原理使得它具有更长的寿命。LOX-02 有氧压和温度补偿，使得它可以精确工作于宽环境范围而无需额外的补偿系统。不像其他传感器技术，LOX-02