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在工業(yè)、農業(yè)、存儲/運輸、汽車和醫(yī)療領域的許多應用中,準確知道氧氣含量的工況是必不可少的。氧傳感器在應用范圍不斷擴大的同時,對其性能要求也在不斷提高。預計到2022年,全球氧傳感器業(yè)務的年價值將超過26億美元(根據(jù)Micromarket Monitor的數(shù)據(jù))。如果這一預測被證明是正確的,則意味著此類技術的市場在十年內幾乎翻了一番。
氧氣監(jiān)測關鍵應用
下面可調控氧氣含量至關重要的各種應用。
燃燒控制——通過監(jiān)測工業(yè)鍋爐煙道中的氧氣含量(無論是燃氣、石油還是生物燃料),進而確定廢氣中的過量氧氣含量。雖然為了避免產生有害的一氧化碳,煙道中必須一直保持一定過量的氧氣,但過量氧含量,表明鍋爐正在加熱新鮮空氣,因此在消耗能量。使用這些過量氧氣數(shù)據(jù),可以調整燃料/空氣比,以達到“最佳點”,在那里以最經濟和盡可能少的污染進行燃燒,從而實現(xiàn)節(jié)能,并降低對生態(tài)環(huán)境的影響。
易腐爛物品的存儲——氧氣的存在會導致有機材料(如水果和蔬菜)的降解。通過降低冷藏貨運集裝箱和存儲設施中的氧氣含量,可以延長這些物品在運輸或存儲過程中的商業(yè)價值(氣調保鮮庫或氣調保鮮車)。
防火——在服務器機房、文件檔案館、博物館,甚至在保存珍貴歷史文物或繪畫的倉庫中,火災隱患是一個巨大的風險,發(fā)生火災事故的后果(無論是在安全還是有價值的財產/數(shù)據(jù)丟失方面)可能是災難性的。在這種情況下,特別是當工作人員通常不在相關區(qū)域(無人值守)工作時,創(chuàng)造和保持缺氧(低氧)環(huán)境是最有效的預防措施。通過使用氧氣傳感器來控制氮氣發(fā)生器,從而將區(qū)域內的氧分壓降低到人類能夠工作的水平,這樣火災的爆發(fā)幾乎是不可能的。
高海拔訓練——在體育界,人們早已認識到適應高海拔條件運動,可以顯著提高運動員的在賽場上的表現(xiàn)。這意味著運動員的身體會通過增加紅細胞和血紅蛋白的質量,以及改變肌肉代謝來適應氧氣含量(或氧分壓)的降低。當這些運動員隨后參加低海拔的比賽時,他們將受益于10-14天更高濃度的紅細胞,從而使他們獲得賽場上競爭優(yōu)勢。然而,搬移訓練設施到高海拔地區(qū)通常是不切實際的。另一種解決方案是在模擬高海拔室或帳篷中進行訓練,在這些房間或帳篷中,氧氣的分壓會降低到高海拔地區(qū)一樣的水平。通過氧傳感器控制氮氣發(fā)生器增加氮氣含量可以復制高海拔環(huán)境。
機載惰性氣體生成 (OBIGGS或OBOGS機載油箱內的惰性氣體生成系統(tǒng))——由于客機燃燒燃料,其油箱頂部空間中的混合物或空氣和燃料蒸氣的含量比例可以代表潛在的爆炸風險環(huán)境。為了降低發(fā)生空中爆炸風險的可能性,大多數(shù)現(xiàn)代客機現(xiàn)在都配備了OBIGGS系統(tǒng)。來自飛機外的低壓空氣被壓縮,大部分氧氣使用各種不同的技術去除。剩余的氣體,主要是氮氣,因此是惰性的,可用于填充燃料箱頂部空間。因此消除了火災和爆炸的風險。氧氣傳感器在控制整個過程中起到非常關鍵的作用。
在其他地方,氧氣監(jiān)測可用于減少工廠中氮氧化物 (NOx) 的輸出,以及在完成車輛測試時,檢查排放尾氣。在生物、農業(yè)中提高作物產量(例如,蘑菇的生長)以及加速合成也有好處。
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