氧傳感器用于測(cè)量和監(jiān)測(cè)氧氣濃度水平，即連接呼吸機(jī)或麻醉機(jī)的患者吸入和呼出的氧氣。

呼吸氣體監(jiān)測(cè)器（RGM）中的氧傳感器用于測(cè)量呼吸氣體混合物中的氧濃度（或）氧分壓。

氧傳感器也稱(chēng)為FiO2傳感器或O2電池，吸入氧氣的分?jǐn)?shù)（FiO2）是混合氣體中氧氣的濃度。大氣室內(nèi)空氣中的氣體混合物的吸入氧氣分?jǐn)?shù)為21%，這意味著室內(nèi)空氣中的氧氣濃度為21%。

為什么RGM需要氧傳感器？

所有呼吸氣體監(jiān)測(cè)旨在將空氣和氧氣的混合物移入和移出患者的肺部，以協(xié)助呼吸，或在某些情況下，為呼吸不足或身體無(wú)法呼吸的患者進(jìn)行機(jī)械呼吸。

在通風(fēng)過(guò)程中，需要精確測(cè)量呼吸氣體的混合物。特別是，由于氧氣在新陳代謝中的重要性，在通氣期間測(cè)量氧氣是關(guān)鍵的。

在這種情況下，氧傳感器用于控制和檢測(cè)患者的計(jì)算氧氣供應(yīng)。

主要要求是提供高精度的呼吸氣體含氧量測(cè)量。

醫(yī)用氧傳感器的不同機(jī)構(gòu)

電化學(xué)傳感器

熒光氧傳感器

1.電化學(xué)氧傳感器

電化學(xué)氧傳感元件主要用于測(cè)量環(huán)境空氣中的氧含量。這些傳感器集成在RGM機(jī)器中，用于測(cè)量氧氣供應(yīng)的濃度。它們將化學(xué)變化留在傳感元件中，從而產(chǎn)生與氧氣水平成比例的電輸出。電化學(xué)傳感器通過(guò)氧化和還原過(guò)程將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。它向設(shè)備提供與陰極和陽(yáng)極中氧氣百分比成正比的電輸出。氧傳感器充當(dāng)電流源，因此通過(guò)負(fù)載電阻器進(jìn)行電壓測(cè)量。氧傳感器的輸出電流與氧傳感器消耗的氧氣速率成比例。

電化學(xué)傳感器的輸出電流通常以微安（μa）為單位。當(dāng)電子從陽(yáng)極的氧化過(guò)程中通過(guò)，離子從陰極的氧還原過(guò)程中擴(kuò)散到電解質(zhì)溶液中時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這種電流。

2.熒光氧傳感器

光學(xué)氧傳感器基于氧的熒光猝滅原理。它們依靠使用光源、光檢測(cè)器和對(duì)光起反應(yīng)的發(fā)光材料。在許多領(lǐng)域，基于發(fā)光的氧氣傳感器正在取代電化學(xué)氧氣傳感器。

分子氧熒光猝滅的原理早已為人所知。一些分子或化合物在暴露于光時(shí)會(huì)發(fā)出熒光（即發(fā)射光能）。然而，如果存在氧分子，光能會(huì)轉(zhuǎn)移到氧分子，從而產(chǎn)生較少的熒光。通過(guò)使用已知光源，檢測(cè)到的光能量與樣品中氧分子的數(shù)量成反比。因此，檢測(cè)到的熒光越少，樣氣中必須存在越多的氧分子。

在某些傳感器中，熒光在已知的時(shí)間間隔內(nèi)檢測(cè)兩次。不是測(cè)量總熒光，而是測(cè)量熒光隨時(shí)間的下降（即熒光猝滅）。這種基于衰減的時(shí)間方法允許更簡(jiǎn)單的傳感器設(shè)計(jì)。

管道式熒光氧傳感器LOX-02-F是一種利用氧的熒光猝滅來(lái)測(cè)量環(huán)境氧氣水平的傳感器。雖然它與傳統(tǒng)的電化學(xué)傳感器具有相同的柱狀結(jié)構(gòu)、4系大小，但它不吸收氧氣，并且具有壽命更長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)（5年）。這使得它對(duì)于諸如房間氧氣耗盡安全警報(bào)之類(lèi)的設(shè)備非常有用，這些設(shè)備可以監(jiān)控室內(nèi)空氣中儲(chǔ)存的壓縮氣體中氧氣含量的突然下降。

審核編輯：符乾江