Un sensor de oxígeno (o sensor lambda , donde lambda se refiere a la relación de equivalencia aire-combustible , generalmente denotada por λ) o sonda, es un dispositivo electrónico que mide la proporción de oxígeno (O 2 ) en el gas o líquido que se analiza.
Fue desarrollado por Robert Bosch GmbH a finales de los años 60 bajo la supervisión de Günter Bauman. El elemento sensor original está hecho con una cerámica de circonio en forma de dedal recubierta tanto en el lado de escape como en el de referencia con una fina capa de platino y viene en formas calentadas y no calentadas. El sensor de estilo planar entró en el mercado en 1990 y redujo significativamente la masa del elemento sensor cerámico, además de incorporar el calentador dentro de la estructura cerámica. [1] Esto dio como resultado un sensor que se iniciaba antes y respondía más rápido.
La aplicación más común es la medición de la concentración de oxígeno en los gases de escape de los motores de combustión interna de automóviles y otros vehículos para calcular y, si es necesario, ajustar dinámicamente la relación aire-combustible de modo que los convertidores catalíticos puedan funcionar de manera óptima y también determinar si el convertidor está funcionando correctamente o no. Un sensor de oxígeno normalmente generará hasta aproximadamente 0,9 voltios cuando la mezcla de combustible es rica y hay poco oxígeno sin quemar en el escape.
Los científicos utilizan sensores de oxígeno para medir la respiración o la producción de oxígeno y utilizan un enfoque diferente. Los sensores de oxígeno se utilizan en analizadores de oxígeno, que se utilizan ampliamente en aplicaciones médicas, como monitores de anestesia , respiradores y concentradores de oxígeno .
Los buceadores utilizan sensores de oxígeno (a menudo llamados sensores de ppO2 ) para medir la presión parcial de oxígeno en el gas que respiran . Los buceadores de circuito abierto prueban el gas antes de bucear, ya que la mezcla permanece inalterada durante la inmersión y los cambios de presión parcial debidos a la presión son simplemente predecibles, mientras que los buceadores con rebreather de gas mixto deben monitorear la presión parcial de oxígeno en el circuito de respiración durante toda la inmersión, ya que cambia y debe controlarse para que se mantenga dentro de los límites aceptables.
Los sensores de oxígeno también se utilizan en sistemas de prevención de incendios por aire hipóxico para monitorear continuamente la concentración de oxígeno dentro de los volúmenes protegidos.
Existen muchas formas diferentes de medir el oxígeno, entre ellas, tecnologías como la zirconia, la electroquímica (también conocida como galvánica), la infrarroja , la ultrasónica , la paramagnética y, muy recientemente, los métodos láser.
Los sensores de oxígeno para automóviles, conocidos coloquialmente como sensores de O2 ( "ō dos"), hacen posible la inyección electrónica de combustible y el control de emisiones modernas . Ayudan a determinar, en tiempo real, si la relación aire-combustible de un motor de combustión es rica o pobre. Dado que los sensores de oxígeno están ubicados en el flujo de escape, no miden directamente el aire o el combustible que ingresa al motor, pero cuando la información de los sensores de oxígeno se combina con información de otras fuentes, se puede utilizar para determinar indirectamente la relación aire-combustible. La inyección de combustible controlada por retroalimentación de bucle cerrado varía la salida del inyector de combustible según los datos del sensor en tiempo real en lugar de operar con un mapa de combustible predeterminado (de bucle abierto). Además de permitir que la inyección electrónica de combustible funcione de manera eficiente, esta técnica de control de emisiones puede reducir las cantidades de combustible no quemado y óxidos de nitrógeno que ingresan a la atmósfera. El combustible no quemado es un contaminante en forma de hidrocarburos transportados por el aire, mientras que los óxidos de nitrógeno ( gases NO x ) son el resultado de temperaturas en la cámara de combustión superiores a los 1300 kelvin , debido al exceso de aire en la mezcla de combustible, lo que contribuye a la formación de smog y lluvia ácida . Volvo fue el primer fabricante de automóviles en emplear esta tecnología a finales de la década de 1970, junto con el catalizador de tres vías utilizado en el convertidor catalítico.
El sensor no mide realmente la concentración de oxígeno, sino la diferencia entre la cantidad de oxígeno en los gases de escape y la cantidad de oxígeno en el aire. Una mezcla rica provoca una demanda de oxígeno. Esta demanda hace que la salida de voltaje aumente, debido al transporte de iones de oxígeno a través de la capa del sensor. Una mezcla pobre provoca un voltaje bajo, ya que hay un exceso de oxígeno.
Los motores de combustión modernos de encendido por chispa utilizan sensores de oxígeno y convertidores catalíticos para reducir las emisiones de escape . La información sobre la concentración de oxígeno se envía a la computadora de gestión del motor o unidad de control del motor (ECU), que ajusta la cantidad de combustible inyectado en el motor para compensar el exceso de aire o exceso de combustible. La ECU intenta mantener, en promedio, una cierta relación aire-combustible interpretando la información obtenida del sensor de oxígeno. El objetivo principal es un compromiso entre potencia, economía de combustible y emisiones, y en la mayoría de los casos se logra con una relación aire-combustible cercana a la estequiométrica . Para los motores de encendido por chispa (como los que queman gasolina o autogás / gas licuado de petróleo (GLP), a diferencia del diésel ), los tres tipos de emisiones de los que se ocupan los sistemas modernos son: hidrocarburos (que se liberan cuando el combustible no se quema por completo, como cuando falla el encendido o se usa una mezcla rica), monóxido de carbono (que es el resultado de usar una mezcla ligeramente rica) y NOx ( que predomina cuando la mezcla es pobre ). La falla de estos sensores, ya sea por el envejecimiento normal, el uso de combustibles con plomo o combustible contaminado con siliconas o silicatos , por ejemplo, puede provocar daños en el convertidor catalítico de un automóvil y reparaciones costosas.
La manipulación o modificación de la señal que el sensor de oxígeno envía a la computadora del motor puede ser perjudicial para el control de emisiones e incluso puede dañar el vehículo. Cuando el motor está en condiciones de baja carga (como cuando acelera muy suavemente o mantiene una velocidad constante), está funcionando en "modo de circuito cerrado". Esto se refiere a un circuito de retroalimentación entre la ECU y el sensor o sensores de oxígeno en el que la ECU ajusta la cantidad de combustible y espera ver un cambio resultante en la respuesta del sensor de oxígeno. Este circuito obliga al motor a funcionar tanto con una mezcla ligeramente pobre como ligeramente rica en circuitos sucesivos, ya que intenta mantener una relación mayormente estequiométrica en promedio. Si las modificaciones hacen que el motor funcione moderadamente pobre, habrá un ligero aumento en la eficiencia del combustible , a veces a expensas de mayores emisiones de NO x , temperaturas de los gases de escape mucho más altas y, a veces, un ligero aumento en la potencia que puede convertirse rápidamente en fallas de encendido y una pérdida drástica de potencia, así como un posible daño al motor y al convertidor catalítico (debido a las fallas de encendido), en relaciones aire-combustible ultra pobres. Si las modificaciones hacen que el motor funcione rico, entonces habrá un ligero aumento en la potencia hasta un punto (después del cual el motor comienza a inundarse por demasiado combustible sin quemar), pero a costa de una menor eficiencia del combustible y un aumento de hidrocarburos sin quemar en el escape, lo que causa un sobrecalentamiento del convertidor catalítico. El funcionamiento prolongado en mezclas ricas puede causar una falla catastrófica del convertidor catalítico (ver contraexplosión ). La ECU también controla la sincronización del motor de chispa junto con el ancho de pulso del inyector de combustible, por lo que las modificaciones que hacen que el motor funcione con una mezcla demasiado pobre o demasiado rica pueden resultar en un consumo de combustible ineficiente siempre que el combustible se encienda demasiado pronto o demasiado tarde en el ciclo de combustión.
Cuando un motor de combustión interna está bajo una carga elevada (por ejemplo, con el acelerador completamente abierto ), se ignora la salida del sensor de oxígeno y la ECU enriquece automáticamente la mezcla para proteger el motor, ya que es mucho más probable que las fallas de encendido bajo carga provoquen daños. Esto se conoce como un motor que funciona en "modo de bucle abierto". Cualquier cambio en la salida del sensor se ignorará en este estado. En muchos automóviles (con la excepción de algunos modelos turboalimentados ), también se ignoran las entradas del medidor de flujo de aire , ya que de lo contrario podrían reducir el rendimiento del motor debido a que la mezcla es demasiado rica o demasiado pobre, y aumentar el riesgo de daño al motor debido a la detonación si la mezcla es demasiado pobre.
Los sensores de O2 proporcionan información a una computadora del motor (ECU). Cuando corresponde, los motores de gasolina, propano y gas natural están equipados con catalizadores de tres vías para cumplir con la legislación sobre emisiones de vehículos en carretera. Usando la señal del sensor de O2, la ECU puede operar el motor con una relación aire-combustible muy cercana a 14,7:1, que es la mezcla operativa ideal para que un catalizador de tres vías sea efectivo. [2] Robert Bosch GmbH introdujo el primer sensor lambda automotriz en 1976, [3] y fue utilizado por primera vez por Volvo y Saab ese año. Los sensores se introdujeron en los EE. UU. aproximadamente a partir de 1979 y se exigieron en todos los modelos de automóviles en muchos países de Europa en 1993. [ cita requerida ]
El elemento sensor es un cilindro cerámico revestido por dentro y por fuera con electrodos porosos de platino ; todo el conjunto está protegido por una malla metálica. Funciona midiendo la diferencia de oxígeno entre los gases de escape y el aire exterior y genera un voltaje o cambia su resistencia en función de la diferencia entre ambos.
Los sensores solo comienzan a funcionar de manera efectiva cuando se calientan a aproximadamente 316 °C (600 °F ), por lo que la mayoría de las sondas lambda más nuevas tienen elementos de calentamiento encapsulados en la cerámica que elevan la punta de cerámica a la temperatura rápidamente. Las sondas más antiguas, sin elementos de calentamiento, eventualmente se calentarían por el escape, pero hay un desfase temporal entre el momento en que se enciende el motor y el momento en que los componentes del sistema de escape alcanzan un equilibrio térmico. El tiempo necesario para que los gases de escape lleven la sonda a la temperatura adecuada depende de la temperatura del aire ambiente y de la geometría del sistema de escape. Sin un calentador, el proceso puede tardar varios minutos. Existen problemas de contaminación que se atribuyen a este lento proceso de arranque, incluido un problema similar con la temperatura de trabajo de un convertidor catalítico.
La sonda suele tener cuatro cables conectados: dos para la salida lambda y dos para la alimentación del calentador, aunque algunos fabricantes de automóviles utilizan la carcasa metálica como conexión a tierra para la señal del elemento sensor, lo que da como resultado tres cables. Los sensores anteriores que no se calentaban eléctricamente tenían uno o dos cables.
La sonda lambda de dióxido de circonio , o zirconia, se basa en una pila de combustible electroquímica de estado sólido llamada celda de Nernst . Sus dos electrodos proporcionan una tensión de salida que corresponde a la cantidad de oxígeno presente en el escape en relación con el de la atmósfera.
Un voltaje de salida de 0,2 V (200 mV) CC representa una "mezcla pobre" de combustible y oxígeno, donde la cantidad de oxígeno que entra al cilindro es suficiente para oxidar por completo el monóxido de carbono (CO), producido al quemar el aire y el combustible, en dióxido de carbono (CO 2 ). Un voltaje de salida de 0,8 V (800 mV) CC representa una "mezcla rica", que tiene un alto contenido de combustible sin quemar y un bajo contenido de oxígeno restante. El punto de ajuste ideal es de aproximadamente 0,45 V (450 mV) CC. Aquí es donde las cantidades de aire y combustible están en la proporción óptima, que es ~0,5 % pobre del punto estequiométrico, de modo que la salida de escape contiene un mínimo de monóxido de carbono.
El voltaje producido por el sensor no es lineal con respecto a la concentración de oxígeno. El sensor es más sensible cerca del punto estequiométrico (donde λ = 1) y menos sensible cuando la concentración es muy pobre o muy rica.
La ECU es un sistema de control que utiliza la retroalimentación del sensor para ajustar la mezcla de combustible y aire. Como en todos los sistemas de control, la constante de tiempo del sensor es importante; la capacidad de la ECU para controlar la relación de combustible y aire depende del tiempo de respuesta del sensor. Un sensor viejo o sucio tiende a tener un tiempo de respuesta más lento, lo que puede degradar el rendimiento del sistema. Cuanto más corto sea el período de tiempo, mayor será el llamado "recuento cruzado" [4] y más sensible será el sistema.
El sensor tiene una construcción robusta de acero inoxidable tanto interna como externamente. Debido a esto, el sensor tiene una alta resistencia a la corrosión, lo que le permite usarse de manera efectiva en entornos agresivos con alta temperatura/presión.
El sensor de zirconio es del tipo "banda estrecha", lo que hace referencia al estrecho rango de relaciones combustible/aire al que responde.
En 1992, NTK introdujo una variante del sensor de circonio, denominado sensor de "banda ancha", [5] que se ha utilizado ampliamente en los sistemas de gestión de motores de automóviles para satisfacer las crecientes demandas de un mejor ahorro de combustible, menores emisiones y un mejor rendimiento del motor al mismo tiempo. [6] Se basa en un elemento de circonio plano, pero también incorpora una bomba de gas electroquímica. Un circuito electrónico que contiene un bucle de retroalimentación controla la corriente de la bomba de gas para mantener constante la salida de la celda electroquímica, de modo que la corriente de la bomba indique directamente el contenido de oxígeno del gas de escape. Este sensor elimina el ciclo de mezcla pobre-rica inherente a los sensores de banda estrecha, lo que permite que la unidad de control ajuste el suministro de combustible y el tiempo de encendido del motor mucho más rápidamente. En la industria automotriz, este sensor también se denomina sensor UEGO (oxígeno universal en los gases de escape). Los sensores UEGO también se utilizan comúnmente en el ajuste de dinamómetros del mercado de accesorios y en equipos de visualización de aire-combustible para el conductor de alto rendimiento. El sensor de circonio de banda ancha se utiliza en sistemas de inyección de combustible estratificado y ahora también se puede utilizar en motores diésel para satisfacer los próximos límites de emisiones EURO y ULEV.
Los sensores de banda ancha tienen tres elementos:
El diagrama de cableado del sensor de banda ancha normalmente tiene seis cables:
Un tipo menos común de sensor lambda de banda estrecha tiene un elemento cerámico hecho de titania ( dióxido de titanio ). Este tipo no genera su propio voltaje, sino que cambia su resistencia eléctrica en respuesta a la concentración de oxígeno. La resistencia de la titania es una función de la presión parcial de oxígeno y la temperatura. Por lo tanto, algunos sensores se utilizan con un sensor de temperatura del gas para compensar el cambio de resistencia debido a la temperatura. El valor de resistencia a cualquier temperatura es aproximadamente 1/1000 del cambio en la concentración de oxígeno. Afortunadamente, en λ = 1, hay un gran cambio de oxígeno, por lo que el cambio de resistencia es típicamente 1000 veces entre rico y pobre, dependiendo de la temperatura.
Como el titanio es un semiconductor de tipo N con una estructura TiO 2− x , los defectos x en la red cristalina conducen la carga. Por lo tanto, para los gases de escape ricos en combustible (menor concentración de oxígeno) la resistencia es baja, y para los gases de escape pobres en combustible (mayor concentración de oxígeno) la resistencia es alta. La unidad de control alimenta el sensor con una pequeña corriente eléctrica y mide la caída de voltaje resultante a través del sensor, que varía de casi 0 voltios a aproximadamente 5 voltios. Al igual que el sensor de zirconia, este tipo es no lineal, de modo que a veces se lo describe de manera simplista como un indicador binario , que lee "rico" o "pobre". Los sensores de titanio son más caros que los sensores de zirconia, pero también responden más rápido.
En aplicaciones automotrices, el sensor de titanio, a diferencia del sensor de circonio, no requiere una muestra de referencia de aire atmosférico para funcionar correctamente. Esto hace que el conjunto del sensor sea más fácil de diseñar contra la contaminación por agua. Si bien la mayoría de los sensores automotrices son sumergibles, los sensores basados en circonio requieren un suministro muy pequeño de aire de referencia de la atmósfera. En teoría, el mazo de cables y el conector del sensor están sellados. Se supone que el aire que se filtra a través del mazo de cables hacia el sensor proviene de un punto abierto en el mazo, generalmente la ECU, que está alojada en un espacio cerrado como el maletero o el interior del vehículo.
La sonda se atornilla normalmente en un orificio roscado en el sistema de escape, ubicado después de que se combinan los colectores de derivación del sistema de escape y antes del convertidor catalítico. Los vehículos nuevos deben tener un sensor antes y después del catalizador de escape para cumplir con las regulaciones de EE. UU. que exigen que se controlen todos los componentes de emisiones para detectar fallas. Se monitorean las señales previas y posteriores al catalizador para determinar la eficiencia del catalizador y, si el convertidor no funciona como se espera, se informa una alerta al usuario a través de los sistemas de diagnóstico a bordo , por ejemplo, encendiendo un indicador en el tablero del vehículo. Además, algunos sistemas de catalizador requieren ciclos breves de gas pobre (que contiene oxígeno) para cargar el catalizador y promover una reducción adicional de la oxidación de los componentes de escape indeseables.
La relación aire-combustible y, naturalmente, el estado del sensor, se pueden monitorear mediante el uso de un medidor de relación aire-combustible que muestra el voltaje de salida del sensor.
Normalmente, la vida útil de un sensor sin calefacción es de aproximadamente 30.000 a 50.000 millas (50.000 a 80.000 km). La vida útil de un sensor calentado es típicamente de 100.000 millas (160.000 km). La falla de un sensor sin calefacción generalmente se debe a la acumulación de hollín en el elemento cerámico, lo que alarga su tiempo de respuesta y puede causar la pérdida total de la capacidad de detectar oxígeno. En el caso de los sensores calentados, los depósitos normales se queman durante el funcionamiento y la falla se produce debido al agotamiento del catalizador. La sonda tiende entonces a informar una mezcla pobre, la ECU enriquece la mezcla, el escape se enriquece con monóxido de carbono e hidrocarburos y el ahorro de combustible empeora.
La gasolina con plomo contamina los sensores de oxígeno y los convertidores catalíticos. La mayoría de los sensores de oxígeno tienen una vida útil estimada en presencia de gasolina con plomo, pero la vida útil del sensor se acortará a tan solo 15 000 millas (24 000 km), según la concentración de plomo. Los sensores dañados por plomo suelen tener las puntas descoloridas o ligeramente oxidadas.
Otra causa común de falla prematura de las sondas lambda es la contaminación del combustible con siliconas (usadas en algunas juntas y grasas ) o silicatos (usados como inhibidores de corrosión en algunos anticongelantes ). En este caso, los depósitos en el sensor tienen un color entre blanco brillante y gris claro granulado.
Las fugas de aceite en el motor pueden cubrir la punta de la sonda con un depósito aceitoso negro, con la consiguiente pérdida de respuesta.
Una mezcla demasiado rica provoca la acumulación de un depósito de polvo negro en la sonda. Esto puede deberse a una falla de la sonda misma o a un problema en otra parte del sistema de racionamiento de combustible.
La aplicación de un voltaje externo a los sensores de zirconia, por ejemplo al verificarlos con algunos tipos de ohmímetro , puede dañarlos.
Algunos sensores tienen una entrada de aire en el cable, por lo que la contaminación del cable causada por fugas de agua o aceite puede ser succionada hacia el sensor y provocar una falla. [7]
Los síntomas de un sensor de oxígeno defectuoso [8] incluyen:
El tipo de sensor de oxígeno utilizado en la mayoría de las aplicaciones de buceo submarino es el sensor de oxígeno electrogalvánico , un tipo de celda de combustible, que a veces se denomina analizador de oxígeno o medidor de ppO2 . Se utilizan para medir la concentración de oxígeno de mezclas de gases respirables como nitrox y trimix . [9] También se utilizan dentro de los mecanismos de control de oxígeno de los rebreathers de circuito cerrado para mantener la presión parcial de oxígeno dentro de límites seguros. [10] y para monitorear el contenido de oxígeno del gas respirable en sistemas de buceo de saturación y del gas mezclado suministrado desde la superficie. Este tipo de sensor funciona midiendo el voltaje generado por una pequeña celda de combustible electrogalvánica .
En los estudios de respiración del suelo, los sensores de oxígeno se pueden utilizar junto con sensores de dióxido de carbono para ayudar a mejorar la caracterización de la respiración del suelo . Por lo general, los sensores de oxígeno del suelo utilizan una celda galvánica para producir un flujo de corriente proporcional a la concentración de oxígeno que se está midiendo. Estos sensores se entierran a distintas profundidades para monitorear el agotamiento del oxígeno a lo largo del tiempo, que luego se utiliza para predecir las tasas de respiración del suelo. Por lo general, estos sensores de suelo están equipados con un calentador incorporado para evitar que se forme condensación en la membrana permeable, ya que la humedad relativa puede alcanzar el 100% en el suelo. [11]
En biología marina o limnología , las mediciones de oxígeno se realizan generalmente para medir la respiración de una comunidad o un organismo, pero también se han utilizado para medir la producción primaria de algas . La forma tradicional de medir la concentración de oxígeno en una muestra de agua ha sido utilizar técnicas de química húmeda, por ejemplo, el método de titulación de Winkler . Sin embargo, existen sensores de oxígeno disponibles comercialmente que miden la concentración de oxígeno en líquidos con gran precisión. Hay dos tipos de sensores de oxígeno disponibles: electrodos (sensores electroquímicos) y optodos (sensores ópticos).
En las cervecerías , el oxígeno disuelto se mide en varios lugares dentro de una operación de producción de cerveza, desde el control de oxígeno disuelto (OD) en la aireación del mosto, hasta la medición con un sensor de oxígeno traza (PPB bajo; partes por billón bajas) en la línea de llenado. Estas mediciones se toman con un sensor de oxígeno disuelto en línea o un medidor de oxígeno disuelto portátil. [12]
Los sensores de oxígeno desempeñan un papel fundamental en la producción de ingredientes farmacéuticos activos elaborados en un biorreactor mediante cultivo celular o fermentación . Debido a que el oxígeno es importante en la respiración celular, el sensor de oxígeno proporciona una medición crítica para garantizar que las células en el biorreactor obtengan el oxígeno necesario para maximizar la producción. La precisión del sensor de oxígeno es fundamental, ya que la falta de oxígeno afecta negativamente a la productividad y el exceso de oxígeno puede provocar cambios en el metabolismo celular. En los biorreactores, los sensores de oxígeno se pueden instalar verticalmente o en ángulo. Para las instalaciones verticales, los sensores de oxígeno con punta en ángulo ayudan a proporcionar lecturas precisas. [13]
El electrodo de tipo Clark es el sensor de oxígeno más utilizado para medir el oxígeno disuelto en un líquido. El principio básico es que hay un cátodo y un ánodo sumergidos en un electrolito . El oxígeno entra en el sensor a través de una membrana permeable por difusión y se reduce en el cátodo, creando una corriente eléctrica medible.
Existe una relación lineal entre la concentración de oxígeno y la corriente eléctrica. Con una calibración de dos puntos (saturación de aire del 0 % y del 100 %), es posible medir el oxígeno en la muestra.
Una desventaja de este enfoque es que el oxígeno se consume durante la medición a una velocidad igual a la difusión en el sensor. Esto significa que el sensor debe agitarse para obtener la medición correcta y evitar el estancamiento del agua . A medida que aumenta el tamaño del sensor, aumenta el consumo de oxígeno y, por lo tanto, la sensibilidad de agitación. En los sensores grandes, también suele haber una deriva en la señal a lo largo del tiempo debido al consumo del electrolito. Sin embargo, los sensores de tipo Clark pueden fabricarse muy pequeños con un tamaño de punta de 10 μm. El consumo de oxígeno de un microsensor de este tipo es tan pequeño que es prácticamente insensible a la agitación y se puede utilizar en medios estancados como sedimentos o dentro de tejido vegetal.
Un optodo de oxígeno es un sensor basado en la medición óptica de la concentración de oxígeno. Una película química se pega a la punta de un cable óptico y las propiedades de fluorescencia de esta película dependen de la concentración de oxígeno. La fluorescencia es máxima cuando no hay oxígeno presente. Cuanto mayor sea la concentración de oxígeno, más corta será la vida útil de la fluorescencia. [14] Cuando llega una molécula de O 2 , choca con la película y esto extingue la fotoluminiscencia . En una concentración de oxígeno dada, habrá un número específico de moléculas de O 2 que chocarán con la película en un momento dado y las propiedades de fluorescencia serán estables.
La relación señal (fluorescencia) a oxígeno no es lineal, y un optodo es más sensible a bajas concentraciones de oxígeno. Es decir, la sensibilidad disminuye a medida que aumenta la concentración de oxígeno, siguiendo la relación de Stern-Volmer . Sin embargo, los sensores de optodo pueden funcionar en toda la región de 0% a 100% de saturación de oxígeno en agua, y la calibración se realiza de la misma manera que con el sensor de tipo Clark. No se consume oxígeno y, por lo tanto, el sensor es insensible a la agitación, pero la señal se estabilizará más rápidamente si el sensor se agita después de colocarlo en la muestra. Este tipo de sensores de electrodos se pueden utilizar para el monitoreo in situ y en tiempo real de la producción de oxígeno en reacciones de división de agua. Los electrodos platinizados pueden lograr el monitoreo en tiempo real de la producción de hidrógeno en el dispositivo de división de agua.
Los optodos planares se utilizan para detectar la distribución espacial de las concentraciones de oxígeno en una lámina platinizada. Basándose en el mismo principio que las sondas de optodos, se utiliza una cámara digital para capturar las intensidades de fluorescencia en un área específica.
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