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氧化锆分析仪工作理论
   
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氧化锆分析仪工作理论

文章作者:高氧分析仪    审核:微量氧分析仪    发布日期 [2012-7-18]    文章阅读 [3331]   来源:www.tgking.net
    ZO-300系列氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器,其核心的氧化锆管摆设在一微型电炉内,位于整个探头的顶端。
氧化锆管是由氧化锆质料掺以肯定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳固的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴,因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性,在肯定高温下,当锆管两边的氧含量差异时,它便是一个典范的氧浓差电池,在此电池中,氛围是参比气,它与烟气分别位于内外电极。在实际的氧探头中,氛围流经外电极,烟气流经内电极,当烟气氧含量P小于氛围氧含量P0(20.6%O2)时,氛围中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子,产生如下电极应声:
O(P0)+4e-→2O-2
氧离子在氧化锆管中敏捷迁移到烟气边,在内电极上产生相反的电极应声:
2O-2 →O(P0)+4e-
由于氧浓差导致氧离子从氛围边迁移到烟气边,因而孕育产生的电势又导致氧
离子从烟气边反向迁移到氛围边,当这两种迁移到达平衡后,便在两电极间孕育产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号切合"能斯特"方程:
E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)
式中R、F分别是气体常数和法拉第常数,T是锆管绝对温度(K), P0是氛围氧含量(20.6%O2), P 是烟气含量。由(1) 式可见,在肯定的高温条件下(一样平常)600℃),肯定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出,在理想状态下,其电势值在高温地区内对应氧含量

 在理想状态下,当被测烟气与参比气浓度一样时, 其输出电势E值为 0 mV, 但在实际应用中,锆管实际条件和现场环境均不是理想状态。 故真相上的锆管是偏离此值的。实际上,肯定氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和,我们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势, 此值的大小又在差异温度下呈差别的值, 并且随锆管利用期延伸而变革。 因此, 如不合错误此环境处理惩罚,会紧张影响整套测氧仪的精确和探头寿命。鉴于此,ZO-300系列氧分析仪采取了"双参数校正法",对探头本底电势作特别处理惩罚,补充了锆管的疏散性缺陷,延伸了探头的利用寿命。

    
 
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