【2021年版】酸素計 メーカー14社一覧
酸素計のメーカー14社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
酸素計とは
酸素計は酸素センサー、酸素モニタとも呼ばれます。
酸素は人間の生命活動に必須の物質であるため、環境中の酸素濃度をモニターすることは極めて重要です。
酸素濃度が15％以下になると人間は呼吸困難になり、7%以下になると脳機能への障害、さらに4%以下になると死に至ると言われています。
様々な科学・産業分野において酸素センサーが必要とされ、その分野の要請に応じて酸素濃度の測定条件やシステムは多岐に渡っています。
代表的にはジルコニアセンサーがあり、半導体製造における製品管理や、自動車等における省エネ、排ガス浄化にも利用されています。
酸素計の使用用途
酸素モニタは密閉空間で生命活動を維持するための酸素濃度を計測する上で極めて重要な役割を担います。
携行できる製品もあり、絶えず酸素濃度をモニターすることができます。
また工業分野において、材料に熱処理を行う際の酸化を避ける目的として、酸素モニタは用いられます。
この場合は酸素濃度を低く保持する必要があります。
このような場面での酸素モニタは高温環境下で激しい化学反応にさらされる可能性もあるため、過酷環境に対して耐性を持った検出器になります。
酸素計の原理
酸素センサは酸素を検出するために、固体電解質であるジルコニアが用いられます。
ジルコニアは固体の中で酸素負イオン（O2−）を伝導できる性質があり、酸素濃度の高いガス（O2高圧側）から酸素濃度の低い雰囲気（O2低圧側）へとイオンが伝導します。
O2高圧側とO2低圧側にはそれぞれ電極が設置され、これらは電気的に接続されています。
O2は負イオンとしてジルコニア内部を透過しようとしますので、O2高圧側の電極において電子を捕獲し、負イオンとなります。
一方でO2低圧側では透過してきたO2−から電子を受け取ります。
まさに電池の正極と負極のような関係です。O2低圧側（負極）で解放された電子は再びO2高圧側（正極）へと流れ込みます。
電極間に発生した起電力は次のようなネルンストの式と呼ばれる関係を用い、それぞれの電極における酸素分圧を求めることができます。
E=(RT/4F)·ln(PA/PB)
ここでRは気体定数、Tは温度、Fはファラデー定数、PA, PBはそれぞれO2高圧側とO2低圧側の酸素分圧を示しています。
なお、温度はジルコニアに備え付けた熱電対により計測し、PAは通常大気中の酸素分圧を基準としています。
参考文献
https://www.motoyama.co.jp/engineer/engO201.htm
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj/56/9/56_9_507/_pdf/-char/ja
酸素計のメーカー情報
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