氧化锆氧分析器的工作原理

在一片高致密的氧化锆固体电解质的两侧，用烧结的方法制成几微米到几十微米厚的多孔铂层作为电极，再在电极上焊上铂丝作为引线；

就构成了氧浓差电池，如果电池左侧通入参比气体(空气)。其氧分压为po;电池右侧通入被测气体，其氧分压为p1(未知)。

设po>p1，在高温下(650~850oC)， 氧就会从分压大的Po侧向分压小的P1侧扩散，这种扩散，不是氧分子透过氧化锆从po侧P1侧，而是氧分子离解成氧离子后通过氧化锆的过程。

在750oC左右的高温中，在铂电极的催化作用下，,在电池的po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(pn)+4e→2O2-

po侧的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。

这些氧离子进人电解质后，通过晶体中的空穴向前运动到达右侧的铂电极，在电池的p1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

2O2-→ O2(P1)+4e

p1侧的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，再供给氧分子形成氧离子，电路中就有电流通过。

了解氧化锆氧量分析仪的工业应用

氧化锆氧量分析仪由于氧探头的温度由加热器控制，因此测量精度高，工作可靠，但响应时间取决于气体的流量。

直插式氧化锆氧量分析仪器已广泛应用在锅炉和加热炉的烟气含氧量的测定，作此用途的氧探头多采用管状结构，此管可以两端开口，也可以单端开口，目前市场出现很多的是后一种。ZrO2管内外壁上涂有多孔Pt电极，由内外电极分别向管端引伸并在端部接出Ni Cr丝作信号输出用，从而控制燃烧系统实现低氧燃烧，达到降低热能损失，节约能源的目的。

氧化锆氧量分析仪的安装可采用水平或垂直方式，其中垂直安装较理想。不管采用何种方式，探头采样管引导板的方向应该尽量正对被测气流的方向，氧化锆分析仪在初始安装的时，先通过了解工艺，确定基本方向。然后在系统通电加热探头以后，旋转采样管方向，使用数字万用表观察输出氧电势的波动情况来确定比较好的引导方向。

氧化锆氧量分析仪安装所用接头为法兰接头，配装石棉垫压接，以确保密封，否则因为一般炉内为负压，该处法兰接头处漏气会影响测量精度或造成信号波动。氧化锆氧量分析仪的信号引出线尽量用屏蔽线，以消除干扰。较佳方式是使用2根2芯电缆，一根2芯屏蔽电缆接氧电势输出信号，氧化锆分析仪一根2芯KVV控制电缆接探头加热连接端;如果现场条件不具备可直接使用一根4芯KVV电缆连接探头氧电势信号和加热端。

氧化锆氧量分析仪的标气口平时关闭，只在标定气体的时候使用;吹扫气口连接气泵或者压缩空气管路，吹扫口进气一般用一个电磁阀等阀门控制，一定周期开启一次，通入气体吹扫采样管，探头正常检测时阀门关闭，不能有其他气体进入采样管。使用厂方的压缩空气吹扫探头必须保证压缩空气中不含有水份，即对所采用的压缩空气必须进行的气水分离处理。

确定氧化锆氧量分析仪的测量点的方法

氧化锆氧量分析仪是智能化氧含量分析仪具有灵敏度高、再现性和稳定性好、量程宽、可自动切换、响应快和可连续在线测量等特点, 能与各种电动单元仪表，常规显示记录仪及DCS集散控制系统配合使用。可对锅炉、窑炉加热炉等燃烧设备在燃烧过程中所产生的烟气含氧量进行快速、正确的在线显示、检测、分析，以实现低氧燃烧控制，达到节能，减少环境污染。可广泛应用于冶金、电子、石化、化纤、玻璃、建材、磁性材料和制氧等行业，是工艺过程控制、产品检测的理想设备。  氧化锆氧量分析仪，如何确定测量点，是首要的工作。

它应遵循如下几项原则：  

1. 选择的测量点要求能正确反映所检测的炉内气体，以保证氧传感器 输出信号的真实性，尽量避开回风死角；  

2.测量点不可太靠近燃烧点或喷头等部位，这些部位的气体处于剧烈反应中，会造成氧传感器检测值剧烈波动失真；也不要过于靠近风机等产气设备，以免电机的震动冲刷损坏传感器；  

3.避免放在可能碰撞的位置，以免碰撞损坏探头，保证传感器的安全。

氧化锆氧分析仪

氧化锆测量含氧量的基本原理是利用所谓的“氧浓差电势”，即在一块氧化锆两侧分别附以多孔的铂电极(又称“铂黑”)，并使其处于高温下。如果两侧气体中的含氧量不同，那么在两电极间就会出现电动势。此电动势是由于固体电解质两侧气体的含氧浓度不同而产生的，故叫氧浓差电势，这样的装置叫做氧浓差电池。

如在氧化锆(ZrO2) 中加入一定数量的氧化钙（CaO），+2价的钙离子（Ca2+）在进入ZrO2晶体后会置换出+4价的锆离子（Zr4+），由于钙离子和锆离子的离子价不同，因此在晶体中形成许多氧空穴。再高温（750℃以上）下，如有外加电场，就会形成氧离子占据空穴的定向运动而导电。带负电荷的氧离子占据空穴的运动，也就相当于带正电荷的空穴做反向运动，因此，也可以说固体电解质是靠空穴导电的，这和P型半导体靠空穴导电机理相似。固体电解质的导电性能与温度有关，温度越高，导电性能越强。