O2 Sensor Meßkammer

Selbstbau eines O2 Sensoren Testers

Aus dem Projekt OLED HUD kam die Idee auf, einen Sensoren Tester zu bauen.
O2 Sensoren altern mit der Zeit (galvanische Zelle) und haben so keine lineare Kennlinie mehr. Besonders im Bereich über pO2 > 1.0 fallen die Kurven dann flacher aus, oder der Sensor erreicht den Endwert von 1,6 pO2 sogar nicht mehr.

Um dies testen zu können werden daher die Sensoren in eine druckdichte Messkammer gelegt und mit Druckluft (max 9 Bar aus Atemregler) beaufschlagt. Die Druckzunahme wird über einen festen kleinen Flow ermöglicht (Druckzunahme über Zeit).

Die Sensoren werden dabei von der Elektronik gemessen und die Werte grafisch auf dem Display dargestellt. Damit können Linearität und Endwert (1.6pO2) sehr gut ermittelt werden.

Welche Funktionen sind realisiert

  • Anzeige des Messkammerdrucks
  • Anzeige der drei Sensoren
  • Darstellung der Messung grafisch in Echtzeit
  • Anzeige der Messung für jeden Sensor einzeln (gespeicherte Werte, offline)
  • Start und Stopp der Messung
  • Abbruch der Messung

Die erste Überlegung war nun die Messkammer mit Sauerstoff zu befüllen. Gute Idee, hat aber einen Hacken 🙂 denn in der Zeit in der die Messkammer bis auf 100% Sauerstoff gefüllt wird, gibt es keine Druckzunahme in der Kammer (ambient) erst wenn die Messkammer geschlossen wird (Magnetventil) kommt es zu einer Druckzunahme, die dann auch vom Drucksensor erfasst werden kann. Somit ergibt sich bis pO2 = 1.0 keine Kurve auf dem Display. (y=Druck konst, x=Sensorwert steigt)

Also wurde nun Luft als Messmedium gewählt. Die Druckkammer ist geschlossen und der Druck steigt kontinuierlich an (Y-Achse Druck nimmt mit der Zeit zu).Bei einem Endwert von ca. 9 Bar sollten die Sensoren dann einen pO2 von 9 x 0.21 = 1.89 pO2 erreichen. Damit sich eine Messreihe ergeben kann, wird die Druckzunahme über ein Nadelventil verzögert (ca. 0.5 Liter pro Minute).

Die O2 Sensorelektronik.

Noch ist alles auf einem Experimentierboard. Das Display ist 160×160. Prozessor ist ein atmega32 von AVR. Zu sehen ist zudem der Drucksensor. Dieser wird aber noch durch einen anderen (bis 10bar) ersetzt.
Das Display im Detail. Man erkennt das Koordinatensystem. Darunter werden in Echtzeit, Druck und die drei Sensorwerte angezeigt.
Ansicht der Messkammer (noch im Rohzustand), das Material ist extra dick aus gefräst, da es einem Druck von 9bar standhalten soll. Messkammer

Kategorie: Meßgeräte, Aktualisiert am 3. November 2016 von tauchcomputer | Anmelden