氧化锆探頭工作原理解析
點擊次數：4097 更新時間：2018-04-22
氧化锆探頭(tóu)工作原理解析
氧(yǎng)化锆探頭
是利用氧化锆濃差電勢(shì)來測定氧含量(liàng)的傳感器，其核心的氧化(huà)锆管安置在(zài)一微型電爐内，位于整個探頭的頂端。氧化锆管是由(yóu)氧化锆材料摻以一(yī)定量的氧化钇(yǐ)或氧化鈣經高溫(wēn)燒結後形成的穩(wěn)定的氧化锆陶瓷燒結體。由于它的立方晶格中含有(yǒu)氧離子空穴，因此在高溫下它是良好的氧離子導體(tǐ)。因其(qí)這一特性，在一定高溫下，當(dāng)锆(gào)管兩邊的氧含量不同時，氧化锆探頭
便是一個典(diǎn)型的氧濃差電池，在此電池中(zhōng)，空氣是(shì)參(cān)比氣，它與煙氣(qì)分别位于内外電極(jí)。
在實際的氧探(tàn)頭中，空氣流經外電極，煙氣流經内(nèi)電極，當煙氣氧(yǎng)含量P小于空氣氧含(hán)量P0（20.6%O2）時，空氣(qì)中的氧分子(zǐ)從外電極上奪取4個電子形成2個氧離(lí)子，發生如下電極反應：氧離子(zǐ)在氧化锆探頭
中迅速遷移到煙氣邊，在内電極上發生相反的電極反應：
由于氧濃差導緻(zhì)氧離子從空氣邊遷移到煙氣(qì)邊，因而(ér)産生的電勢又導緻氧離子從煙氣邊反向遷(qiān)移到空氣邊，當這(zhè)兩種(zhǒng)遷移達到平衡後，便在(zài)兩電極(jí)間産生一個與(yǔ)氧濃差有關的電勢信号E,該電(diàn)勢信号符合"能斯特"方程。
氧化(huà)锆探頭
在一定的高溫(wēn)條件下(xià)（一般）600℃），一定的煙氣氧含量便會有一(yī)對應的電勢輸出(chū)，在理想狀态下，其電勢值在高溫區域(yù)内對應氧含量(liàng)在理(lǐ)想狀态下(xià)，當被測煙氣與參比氣濃度一樣時， 其輸出電勢E值(zhí)爲 0 mV, 但在實際應用中，锆管實際條(tiáo)件和現(xiàn)場情況均不是理想狀态。實際上，一定(dìng)氧含量锆管輸出的電(diàn)勢爲理論值和本底電(diàn)勢的和，我們稱爲無濃差條件下锆管輸出的(de)電勢值爲本(běn)底電勢(shì)或稱爲零(líng)位(wèi)電勢，此值的大小又在不同溫度下呈不同的值， 并(bìng)且随锆管使用期延長而變化。 氧化锆探頭
因此，如不對此情況處理，會嚴重影響整套測氧儀的準确和探頭壽命。
