氧化鋯氧分析儀的基本原理

被測(cè)氣體（煙氣）通過傳感器進(jìn)入氧化鋯管的內(nèi)側(cè)，參比氣體（空氣）通過自然對(duì)流進(jìn)入傳感器的外側(cè)，當(dāng)鋯管內(nèi)外側(cè)的氧濃度不同時(shí)，在氧化鋯管內(nèi)外側(cè)產(chǎn)生氧濃差電勢(shì)（在參比氣體確定情況下，氧化鋯輸出的氧濃差電勢(shì)與傳感器的工作溫度和被測(cè)氣體濃度呈函數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系）該氧濃差電勢(shì)經(jīng)顯示儀表轉(zhuǎn)化成與被測(cè)煙氣含氧量呈線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，供測(cè)氧儀的儀表顯示和輸出。

氧化鋯測(cè)量原理

氧化鋯傳感器的核心構(gòu)件是氧化鋯固體電解質(zhì)，氧化鋯固體電解質(zhì)是由多元氧化物組成的。常用的這類電解質(zhì)有ZrO2.Y2O3，它由二元氧化物組成，其中ZrO2稱為基體，Y2O3稱為穩(wěn)定劑。ZrO2在常溫下是單斜晶體，在高溫下它變成立方晶體(螢石型)，但當(dāng)它冷卻后又變?yōu)閱涡本w。因此，純氧化鋯的晶型是不穩(wěn)定的。所以，當(dāng)在ZrO2摻入一定量的穩(wěn)定劑Y2O3時(shí)，由于Y3 置換了Zr4 的位置，一方面在晶體中留下了氧離子空穴；另一方面由于晶體內(nèi)部應(yīng)力變化的原因，該晶體冷卻后仍保留立方晶體。因此，又稱它為穩(wěn)定氧化鋯。據(jù)上述分析，穩(wěn)定氧化鋯在高溫下(650℃)是氧離子的良好導(dǎo)體。

典型的氧化鋯傳感器是，這樣在兩個(gè)電極上，由于正負(fù)電荷的堆積而形成一個(gè)電勢(shì)，稱之為氧濃差電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連成電路時(shí)，負(fù)極上的電子就會(huì)通過外電路流到正極，再供給氧分子形成離子，電路中就有電流通過。

其池電勢(shì)由能斯特方程給出：。在溫度700℃時(shí)，當(dāng)固體電介質(zhì)一側(cè)氧分壓為空氣(20.6%)時(shí)，由濃差電池輸出電動(dòng)勢(shì)E，就可以計(jì)算出固體電介質(zhì)另一側(cè)氧分壓，這就是氧化鋯氧量分析儀的測(cè)氧原理。

在實(shí)際應(yīng)用中，由于儀表出廠檢驗(yàn)的量程(0-10%)與現(xiàn)場(chǎng)需求(0-25%)不同，并且出廠后經(jīng)過較長時(shí)間才安裝使用，導(dǎo)致氧量計(jì)測(cè)量值發(fā)生偏差，其測(cè)量空氣含氧量為19%左右，與實(shí)際情況有較大偏差。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查調(diào)試發(fā)現(xiàn)，其原因與E的補(bǔ)償值(本底電勢(shì))有關(guān)。

氧化鋯氧量分析儀

氧化鋯氧量分析儀廣泛應(yīng)用于電力、石化等行業(yè)中，檢測(cè)廢氣的排放是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

氧化鋯氧量分析儀與氧化鋯探頭配合使用監(jiān)測(cè)氧氣含量。常規(guī)的氧化鋯探頭能夠承載的溫度在600以下。而我廠的氧化鋯探頭常規(guī)的承載溫度在800以下，高溫型的能夠承載1100°以下的溫度測(cè)量。極限型的可以承載1700°。在高溫環(huán)境下也可以進(jìn)行氧含量的測(cè)量與分析。