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                          氧化鋯分析儀的測量原理

                          發布時間:2022-08-24   點擊次數:103次
                             氧化鋯分析儀是一種電化學分析儀,適用于工業爐窯煙氣含氧量的連續監測,為操作人員調節燃料和風量的配比提供依據。與自控系統連接,實現低氧合理燃燒,降低油耗,穩定技術,提高產品質量,減少環境污染等目的。
                            氧化鋯分析儀的測量原理:
                            在一個高致密的氧化鋯固體電解質的兩側,用燒結的方法制成幾微米到幾十微米厚的多孔鉑層作為電極,再在電極上焊上鉑絲作為引線,就構成了氧濃差電池,如果電池左側通入參比氣體(空氣),其氧分壓為p0;電池右側通入被測氣體,其氧分壓為p1(未知)。
                            氧濃差電池原理圖
                            設p0 > p1,在高溫下(650…850℃),氧就會從分壓大的p0一側向分壓小的p1側擴散,這種擴散,不是氧分子透過氧化鋯從P0側到P1側,而是氧分子離解成氧離子后,通過氧化鋯的過程。在750℃左右的高溫中,在鉑電極的催化作用下,在電池的P0側發生還原反應,一個氧分子從鉑電極取得4個電子,變成兩個氧離子(O2-)進入電解質,即:
                            O2(P0)+ 4e→2O2-
                            P0側鉑電極由于大量給出電子而帶正電,成為氧濃差電池的正極或陽極。這些氧離子進入電解質后,通過晶體中的空穴向前運動到達右側的鉑電極,在電池的P1側發生氧化反應,氧離子在鉑電極上釋放電子并結合成氧分子析出,即:
                            2O2- - 4e →O2(P1)
                            P1側鉑電極由于大量得到電子而帶負電,成為氧濃差電池的負極或陰極。這樣在兩個電極上,由于正負電荷的堆積而形成一個電勢,稱之為氧濃差電動勢。當用導線將兩個電極連成電路時,負極上的電子就會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。氧濃差電動勢的大小,與氧化鋯固體電解質兩側氣體中的氧濃度有關。據此我們就可以知道被測氣體中的氧含量。在特定的溫度下氧的體積分數%O2與氧濃差電勢(mV)存在特定的對應關系。與熱電偶的分度值相類似。

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