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微量氧分析仪被百度百科收录

文章作者:露点分析仪    审核:氧量分析仪    发布日期 [2011-7-6]    文章阅读 [2834]   来源:www.tgking.net
     一、概述 微量氧分析仪分为两种分析原理:分别为燃料电池法微量氧分析仪和氧化锆微量氧分析仪   
二、微量氧分析仪的详细原理介绍   
1、燃料电池法微量氧分析仪 电化学氧分析仪
[1]  微量氧分析仪(燃料电池电化学法)   采用完全密封的燃料池氧传感器是当前国际上***的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成,浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子,而在阳极铅被氧化。   溶液与外界有一层高分子薄膜隔开,样气不直接进入传感器,因而溶液与铅电极不需定期清洗或更换。样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应,电化学反应中产生的电流决定于扩散到氧电极的氧分子数,而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量,这样,该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关,而与通过传感器的气体总量无关。通过外部电路的连接,反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。 采用此方法进行测氧,可以不受被测气体中还原性气体的影响,免去了许多的样气处理系统。它比老式“金网-铅”原电池测氧更快速,不需要漫长的开机吹除过程,“金网-铅”原电池样气直接进入溶液中,导致仪器的维护量很大,而燃料电池法样气不直接进入溶液中,传感器可以非常稳定**的工作很长时间。事实上, 燃料电池氧传感器是完全免维护的。但是在使用过程中,需要经常校准,确保其测试的准确性,目前市面上的燃料电池电化学氧传感器以英国CITY的传感器比较稳定。   

2、氧化锆微量氧分析仪    
氧化锆微量氧分析仪
微量氧分析仪(氧化锆法)   氧化锆传感器的核心构件是氧化锆固体电解质,氧化锆固体电解质是由多元氧化物组成的。常用的这类电解质有ZrO2·Y2O3,它由二元氧化物组成,其中,ZrO2称为基体,Y2O3称为稳定剂。ZrO2在常温下是单斜晶体,在高温下它变成立方晶体(萤石型),但当它冷却后又变为单斜晶体,因此纯氧化锆的晶型是不稳定的。所以当在ZrO2中掺人一定量的稳定剂Y2O3时,由于Y置换了Zr的位置,一方面在晶体中留下了氧离子空穴,另一方面由于晶体内部应力变化的原因,该晶体冷却后仍保留立方晶体,因此又称它为稳定氧化锆。据上分析,稳定氧化锆在高温下(650℃以上)是氧离子的良好导体。 在上述电池中,Pt表示两个铂电极,它是涂制在氧化锆电解质的两边,两种氧分压为P""O2和P"O2的气体分别通过电解质的两边。作为氧传感器,其中P""O2是参比气,例如通人空气(20.6%O2),P"O2是待测气,例如通入烟气。在高温下,由于氧化锆电解质是良好的氧离子导体,上述电池便是一个典型的氧浓差电池。   在高温下(650---850℃),氧就会从分压大的P""O2一侧向分压小的P"O2侧扩散,这种扩散,不是氧分子透过氧化锆从P""O2侧到P"O2侧,而是氧分子离解成氧离子后,通过氧化锆的过程。在750℃左右的高温中,在铂电极的催化作用下,在电池的P""O2侧发生还原反应,一个氧分子从铂电极取得4个电子,变成两个氧离子(O2-)进入电解质,即:   O2(P""O2)+4e→2O2- P""O2侧铂电极由于大量给出电子而带正电,成为氧浓差电池的正极或阳极。这些氧离子进入电解质后,通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极,在电池的P"O2侧发生氧化反应,氧离子在铂电极上释放电子并结合成氧分子析出,即:   2O-4e→O2(P"O2)   P"O2侧铂电极由于大量得到电子而带负电,成为氧浓差电池的负极或阴极。这样在两个电极上,由于正负电荷的堆积而形成一个电势,称之为氧浓差电动势。当用导线将两个电极连成电路时,负极上的电子就会通过外电路流到正极,再供给氧分子形成离子,电路中就有电流通过。   其池电势由能斯特方程给出:   E=RT/4F×ln(P""O2/P"O2)   式中R为气体常数,T为电池的热力学温度(K),F为法拉第常数.(1)式是在理想状态下导出的, 必须具有四个条件:(1)两边的气体均为理想气体;(2)整个电池处于恒温恒压系统中;(3)浓差电池是可逆的;(4)电池中不存在任何附加电势。因此称(1)式为氧化锆传感器的理论方程。由(1)式可见由于参比气氧含量P""O2是已知的,因此测得E值后便可求得待测气体氧含量P"O2值。   当电池工作温度固定于700℃时,上式为:   E=48.26lg(P""O2/P"O2)   由上式,在温度700℃时,当固体电介质一侧氧分压为空气(20.6%) 时,由浓差电池输出电动势E,就可以计算出固体电介质另一侧氧分压,这就是氧化锆氧量分析仪的测氧原理。   

三、微量氧分析仪的主要厂家   
国内生产以上这些仪器的厂家大概有:南京钛格金仪表公司、北分、南分、上海英盛、北京西比等等   
进口的也比较多:英国SYSTECH、ABB、西门子、日本横河机电、德国德图等等。   

四、微量氧分析仪的适用范围   微量氧分析仪使用的范围也比较广:钢铁、冶金、热电、石化、化工、焦化、PVC、多晶硅、合成氨等行业均能使用到,其中分类如下:   

①空分制氧、空分制氮、化工流程氧含量自动分析   
② 电子行业保护性气体中氧含量分析,如:氮气中微量氧测试 ③ 磁性材料等高温烧结炉的保护性气体中氧含量分析  
④ 玻璃、建材行业中氧含量分析及各种行业中氧含量分析

详细见http://baike.baidu.com/view/1882991.htm

    
        
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