Một loại cảm biến khí cũng dựa trên sự thay đổi điện trở đó là cảm biến Lambda. Cảm biến này dùng để đo nồng độ oxy trong kgí thải của xe hơi. λ là tỷ lệ giữa oxy và khí nổ trong động cơ.λ > 1 khi ta có một hỗn hợp đói dư oxy và λ < 1 khi ta có một hỗn hợp no thiếu oxy.Một hỗn hợp no cho ta một lượng khí thải chứa quá nhiều CO và các gốc C[SUB]X[/SUB]H[SUB]X [/SUB]chưa được đốt hết. Một hỗn hợp đói cho ra thành phần NO[SUB]X[/SUB] khá cao. Cả hai trường hợp đều cần phải tránh. Người ta cố giắng tiến đến tỷ lệ λ = 1để trong khí thải có ít khí độc và hiệu suất cháy nổ của động cơ được tối ưu. Với khoảng Lambda từ 0,99 đến 1,01nnồng độ oxy trong khí thải thay đổi khá lớn. Cảm biến Lambda là một loại cảm biến được cấu tạo bằng chất điện giải rắn. Hiệu ứng vất lý dựa trên sự dẫn điện do các ion trong chất điện giải và sự có mặt của lực cơ điện do sự khác biệt giữa áp suất riêng p[SUB]1[/SUB] của khí cần đo ( v.d khí oxy trong khí thải) và p[SUB]2[/SUB] khí chuẩn (v.d không khí). Sự dẫn điện ở đây không xẩy ra trên bề mặt mà trong cả thể tích của cảm biến. Cảm biến là một ống bằng vật liệu ZnO[SUB]2[/SUB] , đó là một loại gốm điện giải rắn có tính truyền dẫn các ion oxy. Góm này được pha tạp vớiYttriumoxit (Y[SUB]2[/SUB]O[SUB]3[/SUB]) hay Calciumoxit. Phía bên ngoài ống gốm được phủ một lớp muội platin để làm điện cực. Một mặt điện cực được tiếp xúc với khí thải qua một lớp gốm xốp. Mặt điện cực khác được tiếp xúc với không khí. Sự dẫn điện trong loại gốm này không giống như trong kim loại nhờ các electron mà do các ion oxy (O[SUP]--[/SUP]). Giống như trong các chất điện giải, sự dẫn điện trong ống gốm đi kèm theo sự dịch chuyển vật chất ở điện cực xẩy ra các phản ứng sau :
Ở catôt (nơi có áp suất riêng phần p[SUB]2[/SUB] của oxy lón hơn):
O[SUB]2[/SUB] + 4 e → 2 O[SUP]--[/SUP]
Ở anôt ( nơi có áp suất riêng phần p[SUB]1[/SUB] của oxy thấp hơn):
2 O[SUP]--[/SUP] → O[SUB]2[/SUB] + 4 e
Khi dòng điện khép kín các electron dịch chuyển từ anôt đến catôt và tương ứng các ion oxy dịch chuyển từ catôt đến anôt. Với mạch điện hở ta có một điện thế ở giữa hai điện cực:
V = (1/4).(R.T/F).ln.(p[SUB]2[/SUB]/p[SUB]1[/SUB])
R là hằng số khí, T nhiệt độ theo Lelvin và F là hằng số Faraday.
Phương trìng trên cho ta thấy sự hoạt động của một ống gốm có khả năng dẫn các ion oxy giống như các phần tử galvani (v.d điện cực pH…). Sự có mặt của hệ số 4 ở mẫu số của phương trình do một phần tử oxy cầ 4 electron tham gia. Phương trình trên còn có thể viết dưới dạng:
V = 0,0496Tlog.(P[SUB]2[/SUB]/p[SUB]1[/SUB]) (mV/K)
Phương trình lý thuết trên được xác định qua các phép đo thực nghiệm. Khi hai áp suất riêng phần khác biệt với hệ số 10 , với nhiệt độ T = 100 K ta có điện thế V = 49,6 mV.
Cảm biến Lambda được dùng để đo nồng độ oxy trong khí thải của các lò đốt trong công nghiệp, trong xe hơi… dải nhiệt độ hoạt động từ 350[SUP]o[/SUP]C đến 930[SUP]o[/SUP]C. Với việc đo oxy trong khí thải người ta biết rõ tình tạng của động cơ. Với không khí và 500[SUP]o[/SUP]C t:
λ = 0,9 V = 998 mV
λ = 1,1 V = 41 mV
Ở 700[SUP]o[/SUP]C cảm biến có điện trở 100Ω và thời gian hồi đáp 10 ms.
(Trích từ sách của tác giả Dương Minh Trí )
Ở catôt (nơi có áp suất riêng phần p[SUB]2[/SUB] của oxy lón hơn):
O[SUB]2[/SUB] + 4 e → 2 O[SUP]--[/SUP]
Ở anôt ( nơi có áp suất riêng phần p[SUB]1[/SUB] của oxy thấp hơn):
2 O[SUP]--[/SUP] → O[SUB]2[/SUB] + 4 e
Khi dòng điện khép kín các electron dịch chuyển từ anôt đến catôt và tương ứng các ion oxy dịch chuyển từ catôt đến anôt. Với mạch điện hở ta có một điện thế ở giữa hai điện cực:
V = (1/4).(R.T/F).ln.(p[SUB]2[/SUB]/p[SUB]1[/SUB])
R là hằng số khí, T nhiệt độ theo Lelvin và F là hằng số Faraday.
Phương trìng trên cho ta thấy sự hoạt động của một ống gốm có khả năng dẫn các ion oxy giống như các phần tử galvani (v.d điện cực pH…). Sự có mặt của hệ số 4 ở mẫu số của phương trình do một phần tử oxy cầ 4 electron tham gia. Phương trình trên còn có thể viết dưới dạng:
V = 0,0496Tlog.(P[SUB]2[/SUB]/p[SUB]1[/SUB]) (mV/K)
Phương trình lý thuết trên được xác định qua các phép đo thực nghiệm. Khi hai áp suất riêng phần khác biệt với hệ số 10 , với nhiệt độ T = 100 K ta có điện thế V = 49,6 mV.
Cảm biến Lambda được dùng để đo nồng độ oxy trong khí thải của các lò đốt trong công nghiệp, trong xe hơi… dải nhiệt độ hoạt động từ 350[SUP]o[/SUP]C đến 930[SUP]o[/SUP]C. Với việc đo oxy trong khí thải người ta biết rõ tình tạng của động cơ. Với không khí và 500[SUP]o[/SUP]C t:
λ = 0,9 V = 998 mV
λ = 1,1 V = 41 mV
Ở 700[SUP]o[/SUP]C cảm biến có điện trở 100Ω và thời gian hồi đáp 10 ms.
(Trích từ sách của tác giả Dương Minh Trí )