氧傳感器有哪些種類？

氧傳感器種類繁多，按不同標(biāo)準(zhǔn)有多種分類。按材料可分為氧化鈦式和氧化鋯式，前者利用電阻值變化，后者以氧化鋯陶瓷管為基本元件；按信號(hào)特性分窄域和寬域，窄域只能檢測(cè)空燃比濃稀，寬域能得知具體數(shù)值；按線數(shù)有 2 線、3 線等多種；按是否加熱分加熱式和非加熱式。此外，還有按工作原理劃分的如電化學(xué)、光學(xué)等多種類型，不同類型各有特點(diǎn)與應(yīng)用場(chǎng)景 。

氧化鈦式氧傳感器，也被稱作電阻型氧傳感器，它巧妙地利用了二氧化鈦材料電阻值會(huì)隨著排氣中氧含量的改變而發(fā)生變化這一特性制成。其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積小巧，成本也比較低廉，不過(guò)它的電阻值容易受到溫度的影響，所以往往需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償 。

氧化鋯式氧傳感器的基本元件是氧化鋯陶瓷管，也就是鋯管。它通過(guò)熱量和化學(xué)物質(zhì)來(lái)檢測(cè)氧氣，在其表面覆蓋著一層薄的多孔鉑，能夠形成固態(tài)電化學(xué)燃料電池。像PST氧化鋯氧傳感器系列采用的就是獨(dú)特閉環(huán)測(cè)量系統(tǒng)，工作壽命長(zhǎng)，無(wú)需基準(zhǔn)氣體，還可簡(jiǎn)單進(jìn)行單點(diǎn)校驗(yàn)，氧氣量程范圍廣，能在0.1 - 100%氧含量的環(huán)境中工作 。

窄域氧傳感器只能檢測(cè)空燃比是濃還是稀，電噴系統(tǒng)依據(jù)它檢測(cè)的結(jié)果將空燃比控制在14.7附近。而寬域氧傳感器則更為先進(jìn)，能夠精確知道具體的空燃比數(shù)值，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制，更契合如今嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求 。

2線氧傳感器沒有加熱裝置，這使得它進(jìn)入工作狀態(tài)的時(shí)間比較長(zhǎng)。3線和4線氧傳感器帶有加熱裝置，可以快速進(jìn)入工作狀態(tài)，能更及時(shí)地進(jìn)行檢測(cè)工作。5線和6線氧傳感器屬于寬域式氧傳感器，不僅能檢測(cè)含氧濃度，還能準(zhǔn)確獲取具體的空燃比數(shù)值 。

非加熱式氧傳感器受環(huán)境溫度影響較大，進(jìn)入工作狀態(tài)較慢。加熱式氧傳感器則不受此困擾，能夠快速達(dá)到工作溫度，如今大多數(shù)汽車使用的都是加熱式氧傳感器，以保證其性能的穩(wěn)定發(fā)揮 。

從工作原理角度來(lái)看，電化學(xué)氧傳感器主要用于測(cè)量環(huán)境空氣中的氧含量，它通過(guò)測(cè)量傳感器內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的電輸出，來(lái)確定氧氣水平。這種傳感器具有低功率、低檢測(cè)限、受干擾氣體影響小、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)它依賴溫度相關(guān)的化學(xué)過(guò)程，壽命一般在1至3年，需要頻繁校準(zhǔn) 。

光學(xué)氧傳感器是基于氧的熒光猝滅原理工作的，依賴光源、光探測(cè)器和發(fā)光材料。檢測(cè)到的熒光與樣品中氧分子數(shù)量成反比，例如LuninOX LOX - 02就是利用此原理測(cè)量環(huán)境氧氣水平，它不吸收氧氣，使用壽命較長(zhǎng) 。

電偶氧傳感器是基于鉛氧化的燃料電池，會(huì)產(chǎn)生與氧氣水平成比例的電輸出，和電化學(xué)傳感器類似會(huì)消耗電量。它成本低且可靠，可測(cè)量0 - 100%的氧氣水平，常用于醫(yī)院呼吸機(jī)和潛水設(shè)備，但壽命相對(duì)較短，是以月為單位來(lái)計(jì)算 。

超聲波氧傳感器使用聲速來(lái)測(cè)量氣體或液體樣本中的氧氣量，在液體中通過(guò)上下游傳感器測(cè)量高頻聲波速度差，在氣體中則利用聲速隨氣體分子組成變化的特性，適用于麻醉呼吸機(jī)等設(shè)備 。

激光氧傳感器依賴光譜分析技術(shù)，以特定波長(zhǎng)的激光束通過(guò)氣體樣本后被引導(dǎo)至光電探測(cè)器，氧分子吸收的光量與分子數(shù)量成正比。它響應(yīng)速度快、準(zhǔn)確度高、無(wú)需校準(zhǔn)、壽命長(zhǎng)，不過(guò)容易受到其他氣體的交叉敏感影響 。

順磁氧傳感器依賴氧分子被強(qiáng)磁場(chǎng)吸引的特性，樣氣通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)流速與氧氣含量成比例變化，可用于工業(yè)過(guò)程控制。它對(duì)機(jī)械沖擊不敏感、線性度高、穩(wěn)定性好，但同樣易受其他氣體交叉敏感的影響 。

總之，氧傳感器的這些不同種類，憑借各自獨(dú)特的特點(diǎn)，在汽車、醫(yī)療、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，滿足了不同場(chǎng)景下對(duì)氧氣檢測(cè)的多樣化需求，共同推動(dòng)著相關(guān)行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）