氧分壓是什么及如何計(jì)算它？

氧化鋯氧傳感器的工作原理是測(cè)量混合氣體中的氧分壓。這通常會(huì)在PST的客戶中引起混淆，因?yàn)槭袌?chǎng)上的大多數(shù)氧傳感器都測(cè)量氧濃度。

但是，什么是分壓？當(dāng)談到氧傳感器的工作原理時(shí)，這是一個(gè)我們經(jīng)常被問(wèn)到的問(wèn)題。在本文中，我們將介紹分壓的定義、其背后的物理原理、如何計(jì)算分壓，以及如何將氧氣分壓轉(zhuǎn)換為氧氣濃度相關(guān)的體積含量（滿足對(duì)氧濃度感興趣的需要）。

氧化鋯氧傳感器的工作原理是測(cè)量混合氣體中的氧分壓。這通常會(huì)在PST的客戶中引起混淆，因?yàn)槭袌?chǎng)上的大多數(shù)氧傳感器都測(cè)量氧濃度。但是，什么是分壓？當(dāng)談到氧傳感器的工作原理時(shí)，這是一個(gè)我們經(jīng)常被問(wèn)到的問(wèn)題。在本文中，我們將介紹分壓的定義、其背后的物理原理、如何計(jì)算分壓，以及如何將氧氣分壓轉(zhuǎn)換為氧氣濃度相關(guān)的體積含量（滿足對(duì)氧濃度感興趣的需要）。分壓: 定義分壓定義為混合氣體中單個(gè)氣體組分的壓力。它對(duì)應(yīng)于單個(gè)氣體組分單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容積時(shí)所施加的總壓力。道爾頓定律: 物理學(xué)原理詳細(xì)介紹了氧傳感器的工作原理。理想氣體混合物的總壓 (Ptotal) 等于該混合物中各氣體的分壓 (Pi) 之和。Ptotal = ∑ ki=1  Pi從等式 1 可以得出，單個(gè)氣體組分的顆粒數(shù) (ni) 與氣體混合物的總顆粒數(shù)(ntotal) 之比等于單個(gè)氣體組分的分壓 (Pi) 與氣體混合物的總壓 (Ptotal) 之比。nintotal   =   PiPtotal ni氣體中顆粒數(shù)ntotal顆粒總數(shù)pi單個(gè)氣體的分壓Ptotal總壓圖1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (恒定體積 & 溫度)示例 1:海平面大氣壓 (在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下) 為 1013.25mbar。這里，干燥空氣的主要成分是氮?dú)?78.08% Vol.)，氧氣 (20.95% Vol.)，氬氣 (0.93% Vol.) 和二氧化碳 (0.040% Vol.)。體積含量 (%) 可等于顆粒數(shù) (n)，因?yàn)樯鲜鰵怏w可近似為理想氣體。等式2 可通過(guò)求解單個(gè)氣體 (i) 的分壓得到:Pi =  nintotal  x Ptotal氧分壓等于:Pi =  20.95%100%  x 1013.25mbar = 212.28mbar圖2 0%濕度下的分壓當(dāng)然，該值僅在大氣干燥（濕度為0%）時(shí)相關(guān)。若存在水分，則水蒸氣壓占總壓的一部分。因此，當(dāng)相對(duì)濕度和環(huán)境溫度與總氣壓一起測(cè)量時(shí)，氧分壓（ppO?)可以被更準(zhǔn)確地計(jì)算。首先，計(jì)算水蒸氣壓：WVP = (  HRel100  ) x WVPmaxWVP水蒸氣壓 (mbar)HRel相對(duì)濕度 (%)WVPmax大水蒸氣壓 (mbar)對(duì)于已知的環(huán)境溫度，大水蒸氣壓 (WVPmax) 可從下面查詢表中確定。大蒸氣壓也被稱為露點(diǎn)。較暖的空氣可以容納更多的水蒸氣，因此具有更高的WVPmax。溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)06.13144.9216.573247.5427.063350.337.583453.1948.133556.2358.723659.4269.353762.76710.013866.27810.723969.93911.474073.771012.2742.584.191113.124595.851214.0247.5108.861314.9750123.861415.9852.5139.51517.0455457.421618.1757.5177.251719.3760199.171820.6362.5223.361921.9665250.012023.3767.5279.312124.8670311.482226.4375385.212328.1180473.32429.8285577.692531.6690700.732633.695844.982735.641001013.172837.781101433.612940.041201988.843042.421302709.58氧分壓等于:ppO2 = (BP - WVP) x (  20.95100  )ppO2氧分壓 (mbar)BP大氣壓 (mbar)WVP水蒸氣壓 (mbar)下面的示例2描述了濕度對(duì)降低氧分壓的影響，從而降低氧體積含量。示例 2:在典型的一天，從校準(zhǔn)的氣象站記錄的以下信息:溫度22°C濕度32%氣壓986mbar使用上面的水蒸氣壓查詢表，WVPmax = 26.43mbar。WVP = (  32100  ) x 26.43 = 8.458mbar氧分壓等于:ppO2 = (986 - 8.458) x (  20.95100  ) = 204.795mbar我們現(xiàn)在知道了氧分壓和總氣壓，我們可以計(jì)算出氧的體積含量。O2% = (  204.8986  ) x 100 = 20.77%

分壓: 定義

分壓定義為混合氣體中單個(gè)氣體組分的壓力。它對(duì)應(yīng)于單個(gè)氣體組分單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容積時(shí)所施加的總壓力。

道爾頓定律: 物理學(xué)原理

詳細(xì)介紹了氧傳感器的工作原理。理想氣體混合物的總壓 (Ptotal) 等于該混合物中各氣體的分壓 (Pi) 之和。

從等式 1 可以得出，單個(gè)氣體組分的顆粒數(shù) (ni) 與氣體混合物的總顆粒數(shù)(ntotal) 之比等于單個(gè)氣體組分的分壓 (Pi) 與氣體混合物的總壓 (Ptotal) 之比。

分壓: 定義分壓定義為混合氣體中單個(gè)氣體組分的壓力。它對(duì)應(yīng)于單個(gè)氣體組分單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容積時(shí)所施加的總壓力。
示例 1:海平面大氣壓 (在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下) 為 1013.25mbar。這里，干燥空氣的主要成分是氮?dú)?78.08% Vol.)，氧氣 (20.95% Vol.)，氬氣 (0.93% Vol.) 和二氧化碳 (0.040% Vol.)。體積含量 (%) 可等于顆粒數(shù) (n)，因?yàn)樯鲜鰵怏w可近似為理想氣體。等式2 可通過(guò)求解單個(gè)氣體 (i) 的分壓得到:Pi =  nintotal  x Ptotal氧分壓等于:Pi =  20.95%100%  x 1013.25mbar = 212.28mbar圖2 0%濕度下的分壓當(dāng)然，該值僅在大氣干燥（濕度為0%）時(shí)相關(guān)。若存在水分，則水蒸氣壓占總壓的一部分。因此，當(dāng)相對(duì)濕度和環(huán)境溫度與總氣壓一起測(cè)量時(shí)，氧分壓（ppO?)可以被更準(zhǔn)確地計(jì)算。圖1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (恒定體積 & 溫度)示例 1:海平面大氣壓 (在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下) 為 1013.25mbar。這里，干燥空氣的主要成分是氮?dú)?78.08% Vol.)，氧氣 (20.95% Vol.)，氬氣 (0.93% Vol.) 和二氧化碳 (0.040% Vol.)。體積含量 (%) 可等于顆粒數(shù) (n)，因?yàn)樯鲜鰵怏w可近似為理想氣體。等式2 可通過(guò)求解單個(gè)氣體 (i) 的分壓得到:Pi =  nintotal  x Ptotal氧分壓等于:Pi =  20.95%100%  x 1013.25mbar = 212.28mbar圖2 0%濕度下的分壓當(dāng)然，該值僅在大氣干燥（濕度為0%）時(shí)相關(guān)。若存在水分，則水蒸氣壓占總壓的一部分。因此，當(dāng)相對(duì)濕度和環(huán)境溫度與總氣壓一起測(cè)量時(shí)，氧分壓（ppO?)可以被更準(zhǔn)確地計(jì)算。首先，計(jì)算水蒸氣壓：WVP = (  HRel100  ) x WVPmaxWVP水蒸氣壓 (mbar)HRel相對(duì)濕度 (%)WVPmax大水蒸氣壓 (mbar)對(duì)于已知的環(huán)境溫度，大水蒸氣壓 (WVPmax) 可從下面查詢表中確定。大蒸氣壓也被稱為露點(diǎn)。較暖的空氣可以容納更多的水蒸氣，因此具有更高的WVPmax。溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)06.13144.9216.573247.54
27.063350.337.583453.1948.133556.2358.723659.4269.353762.76710.013866.27810.723969.93911.474073.771012.2742.584.191113.124595.851214.0247.5108.861314.9750123.861415.9852.5139.51517.0455457.421618.1757.5177.251719.3760199.171820.6362.5223.361921.9665250.012023.3767.5279.312124.8670311.482226.4375385.212328.1180473.32429.8285577.692531.6690700.732633.695844.982735.641001013.172837.781101433.612940.041201988.843042.421302709.58氧分壓等于:ppO2 = (BP - WVP) x (  20.95100  )ppO2氧分壓 (mbar)BP大氣壓 (mbar)WVP水蒸氣壓 (mbar)下面的示例2描述了濕度對(duì)降低氧分壓的影響，從而降低氧體積含量。示例 2:在典型的一天，從校準(zhǔn)的氣象站記錄的以下信息:溫度22°C濕度32%氣壓986mbar使用上面的水蒸氣壓查詢表，WVPmax = 26.43mbar。WVP = (  32100  ) x 26.43 = 8.458mbar氧分壓等于:ppO2 = (986 - 8.458) x (  20.95100  ) = 204.795mbar我們現(xiàn)在知道了氧分壓和總氣壓，我們可以計(jì)算出氧的體積含量。O2% = (  204.8986  ) x 100 = 20.77%道爾頓定律: 物理學(xué)原理詳細(xì)介紹了氧傳感器的工作原理。理想氣體混合物的總壓 (Ptotal) 等于該混合物中各氣體的分壓 (Pi) 之和。Ptotal = ∑ ki=1  Pi從等式 1 可以得出，單個(gè)氣體組分的顆粒數(shù) (ni) 與氣體混合物的總顆粒數(shù)(ntotal) 之比等于單個(gè)氣體組分的分壓 (Pi) 與氣體混合物的總壓 (Ptotal) 之比。nintotal   =   PiPtotal ni氣體中顆粒數(shù)ntotal顆粒總數(shù)pi單個(gè)氣體的分壓Ptotal總壓
圖1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (恒定體積 & 溫度)分壓: 定義分壓定義為混合氣體中單個(gè)氣體組分的壓力。它對(duì)應(yīng)于單個(gè)氣體組分單獨(dú)占據(jù)整個(gè)容積時(shí)所施加的總壓力。道爾頓定律: 物理學(xué)原理詳細(xì)介紹了氧傳感器的工作原理。理想氣體混合物的總壓 (Ptotal) 等于該混合物中各氣體的分壓 (Pi) 之和。Ptotal = ∑ ki=1  Pi從等式 1 可以得出，單個(gè)氣體組分的顆粒數(shù) (ni) 與氣體混合物的總顆粒數(shù)(ntotal) 之比等于單個(gè)氣體組分的分壓 (Pi) 與氣體混合物的總壓 (Ptotal) 之比。nintotal   =   PiPtotal ni氣體中顆粒數(shù)ntotal顆粒總數(shù)pi單個(gè)氣體的分壓Ptotal總壓圖1 Ptotal = P1 + P2 + P3 (恒定體積 & 溫度)

示例 1:海平面大氣壓 (在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下) 為 1013.25mbar。這里，干燥空氣的主要成分是氮?dú)?78.08% Vol.)，氧氣 (20.95% Vol.)，

氬氣 (0.93% Vol.) 和二氧化碳 (0.040% Vol.)。體積含量 (%) 可等于顆粒數(shù) (n)，因?yàn)樯鲜鰵怏w可近似為理想氣體。等式2 可通過(guò)求解單個(gè)氣體 (i) 的分壓得到:Pi =  nintotal  x Ptotal氧分壓等于:Pi =  20.95%100%  x 1013.25mbar = 212.28mbar圖2 0%濕度下的分壓當(dāng)然，該值僅在大氣干燥（濕度為0%）時(shí)相關(guān)。若存在水分，則水蒸氣壓占總壓的一部分。因此，當(dāng)相對(duì)濕度和環(huán)境溫度與總

氣壓一起測(cè)量時(shí)，氧分壓（ppO?)可以被更準(zhǔn)確地計(jì)算。

首先，計(jì)算水蒸氣壓：WVP = (  HRel100  ) x WVPmaxWVP水蒸氣壓 (mbar)HRel相對(duì)濕度 (%)WVPmax大水蒸氣壓 (mbar)對(duì)于已知的環(huán)境溫度，大水蒸氣壓 (WVPmax) 可從下面查詢表中確定。大蒸氣壓也被稱為露點(diǎn)。較暖的空氣可以容納更多的水蒸氣，因此具有更高的WVPmax。溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)06.13144.9216.573247.5427.063350.337.583453.1948.133556.2358.723659.4269.353762.76710.013866.27810.723969.93911.474073.771012.2742.584.191113.124595.851214.0247.5108.861314.9750123.861415.9852.5139.51517.0455457.421618.1757.5177.251719.3760199.171820.6362.5223.361921.9665250.012023.3767.5279.312124.8670311.482226.4375385.212328.1180473.32429.8285577.692531.6690700.732633.695844.982735.641001013.172837.781101433.612940.041201988.843042.421302709.58首先，計(jì)算水蒸氣壓：WVP = (  HRel100  ) x WVPmaxWVP水蒸氣壓 (mbar)HRel相對(duì)濕度 (%)WVPmax大水蒸氣壓 (mbar)對(duì)于已知的環(huán)境溫度，大水蒸氣壓 (WVPmax) 可從下面查詢表中確定。大蒸氣壓也被稱為露點(diǎn)。較暖的空氣可以容納更多的水蒸氣，因此具有更高的WVPmax。溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)溫度 (°C)大水蒸氣壓 (mbar)06.13144.9216.573247.5427.063350.337.583453.1948.133556.2358.723659.4269.353762.76710.013866.27810.723969.93911.474073.771012.2742.584.191113.124595.851214.0247.5108.861314.9750123.861415.9852.5139.51517.0455457.421618.1757.5177.251719.3760199.171820.6362.5223.361921.9665250.012023.3767.5279.312124.8670311.482226.4375385.212328.1180473.32429.8285577.692531.6690700.732633.695844.982735.641001013.172837.781101433.612940.041201988.843042.421302709.58氧分壓等于:ppO2 = (BP - WVP) x (  20.95100  )ppO2氧分壓 (mbar)BP大氣壓 (mbar)WVP水蒸氣壓 (mbar)下面的示例2描述了濕度對(duì)降低氧分壓的影響，從而降低氧體積含量。示例 2:在典型的一天，從校準(zhǔn)的氣象站記錄的以下信息:溫度22°C濕度32%氣壓986mbar使用上面的水蒸氣壓查詢表，WVPmax = 26.43mbar。WVP = (  32100  ) x 26.43 = 8.458mbar氧分壓等于:ppO2 = (986 - 8.458) x (  20.95100  ) = 204.795mbar我們現(xiàn)在知道了氧分壓和總氣壓，我們可以計(jì)算出氧的體積含量。O2% = (  204.8986  ) x 100 = 20.77%