Was ist ein medizinischer Sauerstoffsensor?
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Galvanische medizinische Sauerstoffsensoren, die als elektro-galvanische Brennstoffzellen bekannt sind, sind elektrochemische Geräte, die zur Analyse und Überwachung des Sauerstoffpartialdrucks in einer Reihe verschiedener Geräte wie Analysegeräten, Anästhesiegeräten, Beatmungsgeräten und Inkubatoren verwendet werden.
Galvanische Zellen bestehen aus einer Kathode, einer Anode, einer Membran und einem Elektrolyten. Sauerstoffmoleküle gelangen durch die Membran in die Zelle, werden an der Kathode zu Hydroxylionen reduziert und diffundieren durch den Elektrolyten, um an der Bleianode oxidiert zu werden.
Dieses Prinzip der Bleioxidation wird wie folgt beschrieben:
Kathodische Reaktion: 02 ≤ 2H20 ≤ 4e - 4OH
Anodenreaktion: 2Pb ≤ 4 OH - 2Pb0 ≤ 2H20 ≤ 4e
Nettozellreaktion: 2Pb ≤ 02 = 2PbO
Der von der Zelle erzeugte Strom ist direkt proportional zur Reduktion des Sauerstoffs an der Kathode. Die Sauerstoffpartialdrucklinearität wird durch die Diffusionsmembran aufrechterhalten, die die von der Kathode gesehene Sauerstoffmenge begrenzt. Die Sauerstoffdiffusionsrate ist ebenfalls temperaturabhängig und die Ausgabe wird durch einen Temperaturkompensationswiderstand gesteuert, der als Thermistor bekannt ist.
Abhängig von den Anforderungen des Anwendungsinstruments liegen die Sauerstoffsensorausgänge in Mikroampere, oder durch Verwendung eines Lastwiderstands kann ein Millivoltausgang erzeugt werden.
Aufgrund der Tatsache, dass die Bleianode schließlich erheblich oxidiert wird, wird der Ausgang bis zu dem Punkt reduziert, an dem der Spannungsausgang zum Sauerstoffpartialdruck nicht mehr linear ist und die Zelle ersetzt werden muss.
