氧化鋯氧量分析儀工作原理

在高溫下，當(dāng)氧化鋯兩側(cè)有氧濃差時(shí)，就形成了氧濃差電池，電池電動(dòng)勢(shì)的大小可依據(jù)Nernst公式計(jì)算。

公式中：

E-濃差電池輸出，mV;

n-電子轉(zhuǎn)移數(shù)，在此為4;

R-理想氣體常數(shù)，9.314 W*S/mol;

F-法拉第常數(shù),96500 C;

T-溫度,K;

P"Q-高濃度側(cè)氧分壓;

P"Q-低濃度側(cè)氧分壓。

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)一側(cè)氧分壓，這就是氧化鋯氧量自動(dòng)分析儀的測(cè)氧原理。

影響氧化鋯氧量分析儀測(cè)定的要素

1．走漏。氧氣微氧分析儀在初度啟用前有必要嚴(yán)厲檢漏，氧氣微氧分析儀只要在緊密不漏的前提下才干取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)成果；任何銜接點(diǎn)，焊點(diǎn)，閥門等處的不緊密，將會(huì)致使空氣中的氧反滲進(jìn)入管道及氧分析儀內(nèi)部，從而得出含氧量偏高的成果。 

 2．污染。在從頭運(yùn)用氧氣微氧分析儀時(shí)，首要須注意在銜接氧分析儀的取樣管路時(shí)是不是漏入空氣，并且有必要仔細(xì)將漏入氧氣微氧分析儀的空氣吹除潔凈，盡量不使大量氧氣經(jīng)過(guò)氧氣微氧分析儀的傳感器以延伸傳感器壽數(shù)，在管道系統(tǒng)凈化過(guò)程中，為縮短凈化時(shí)刻，需求有必定的方法，通常運(yùn)用高壓放氣及小流量吹除替換進(jìn)行可敏捷凈化氧氣微氧分析儀管道。

使用氧化鋯氧量分析儀時(shí)必須注意哪些問(wèn)題

為了正確測(cè)量氣體中氧的容積含量（含氧量），使用時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)。①因?yàn)檠鯘獠铍妱?dòng)勢(shì)與氧化鋯管的工作溫度呈正比關(guān)系，因此氧化鋯管應(yīng)處于恒定溫度下工作或在儀表線路中附加溫度補(bǔ)償措施，以使輸出不受溫度影響。另外，當(dāng)工作溫度過(guò)低時(shí)，氧化鋯內(nèi)阻很高，要正確測(cè)量電動(dòng)勢(shì)比較困難，故要求氧化鋯管的工作溫度在600℃以上，以使輸出增大。目前常用的工作溫度為800℃左右。②使用中應(yīng)保持被測(cè)氣體和參比氣體的壓力相等，只有這樣，兩種氣體中氧分壓之比才能代表兩種氣體中的氧濃度之比，因?yàn)楫?dāng)壓力不同時(shí)，如氧濃度相同，氧分壓也是不同的。例如，空氣中的氧濃度為20. 8%，是定值，但空氣中的氧分壓值卻是隨空氣壓力而變化的。③因氧濃差電池有使兩側(cè)氧濃度趨于一致的傾向，因此必須保證被測(cè)氣體和參比氣體都有一定的流速，以便不斷更新。④氧化鋯材料的阻抗很高，并且隨工作溫度降低按指數(shù)曲線上升，為了準(zhǔn)確測(cè)量輸出電動(dòng)勢(shì)，二次儀表必須具有很高的輸入阻抗。此外，氧濃差電動(dòng)勢(shì)輸出用作自動(dòng)調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，還應(yīng)使月線性化電路把氧濃度與電動(dòng)勢(shì)之間的對(duì)數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換成線性關(guān)系。目前氧化鋯材料存在的問(wèn)題是：在高溫下膨脹，易出現(xiàn)裂紋或使鉑電極脫落；在氧化鋯管表面有塵粒等污染時(shí)往往會(huì)造成較大的測(cè)量誤差，所以在使用過(guò)程中要經(jīng)常清理。

氧化鋯氧分析儀

氧化鋯測(cè)量含氧量的基本原理是利用所謂的“氧濃差電勢(shì)”，即在一塊氧化鋯兩側(cè)分別附以多孔的鉑電極(又稱“鉑黑”)，并使其處于高溫下。如果兩側(cè)氣體中的含氧量不同，那么在兩電極間就會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)。此電動(dòng)勢(shì)是由于固體電解質(zhì)兩側(cè)氣體的含氧濃度不同而產(chǎn)生的，故叫氧濃差電勢(shì)，這樣的裝置叫做氧濃差電池。

如在氧化鋯(ZrO2) 中加入一定數(shù)量的氧化鈣（CaO）， 2價(jià)的鈣離子（Ca2 ）在進(jìn)入ZrO2晶體后會(huì)置換出 4價(jià)的鋯離子（Zr4 ），由于鈣離子和鋯離子的離子價(jià)不同，因此在晶體中形成許多氧空穴。再高溫（750℃以上）下，如有外加電場(chǎng)，就會(huì)形成氧離子占據(jù)空穴的定向運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)電。帶負(fù)電荷的氧離子占據(jù)空穴的運(yùn)動(dòng)，也就相當(dāng)于帶正電荷的空穴做反向運(yùn)動(dòng)，因此，也可以說(shuō)固體電解質(zhì)是靠空穴導(dǎo)電的，這和P型半導(dǎo)體靠空穴導(dǎo)電機(jī)理相似。固體電解質(zhì)的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)，溫度越高，導(dǎo)電性能越強(qiáng)。